Новые углеродные солнечные батареи могут поглощать инфракрасный свет

Около 40 процентов солнечного света, достигающего поверхности Земли, находится в ближней инфракрасной области спектра – эту энергию обычные кремниевые солнечные элементы физически не могут поглощать. Однако, недавно исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый тип полностью углеродных солнечных элементов, которые могут поглощать солнечный свет именно в ближнем инфракрасном спектре длин волн. По мнению ученых, новые фотоэлементы открывают широкие возможности построения объединенных солнечных батарей, с включением традиционных кремниевых углеродных элементов, которые будут захватывать практически весь спектр энергии солнечного света.

«Это принципиально новый тип фотоэлемента», – говорит Майкл Страно, профессор химической инженерии в Массачусетском технологическом институте и главный автор документа с описанием нового устройства.

Новый солнечный элемент состоит из двух «экзотических» форм углерода: углеродных нанотрубок и С60, иначе известный как фуллерены. «Это первые полностью углеродные фотоэлектрические элементы», – говорит Страно, создание которых стало возможно благодаря новым разработкам в области производства очищенных углеродных нанотрубок. Ведь для того, чтобы новые солнечные батареи работали, углеродные нанотрубки должны быть «очень чистыми и однородными». Другими словами, они должны быть однослойными, и каждая из них может иметь одну из двух возможных симметричных конфигураций.

Полученные учеными MIT углеродные солнечные элементы стабильны и наиболее эффективно поглощают солнечный свет в ближней инфракрасной области спектра. Поскольку материал является прозрачным для видимого света, такие элементы могут быть наложены на обычные солнечные батареи, создавая своего рода тандем устройств, которые могут использовать большую часть энергии солнечного света. Более того, углеродные элементы подлежат вторичной переработке, и хотя на данный момент коэффициент преобразования составляет всего лишь около 0,1 процента, ученые говорят, что они могут добиться значительного повышения эффективности элементов.

Как отмечают ученые, в производстве новых солнечных элементов используются нанотехнологии – а это значит, что для их изготовления потребуется относительно небольшое количество чистых углеродных нанотрубок высокой очистки, и в результате элементы получаются более легкими и более эффективными, чем существующие аналоги.