Солнечные панели в стиле LEGO

Солнечные панели с алюминиевыми «шипами» позволяют извлекать больше энергии из солнечного света, чем обычные, плоские батареи.

Большинство солнечных батарей, которые используются в жилых домах и промышленных зданиях, производят с использованием толстого слоя материала, способного поглощать солнечный свет. Более современные виды солнечных батарей хоть и дешевле, но не обладают достаточной эффективностью для выработки нужного количества энергии.

Однако новое исследование показало, что эти недостатки солнечных батарей могут быть устранены, а эффективность солнечных панелей можно увеличить на 22%. Для этого необходимо оснастить всю панель алюминиевыми «шипами», которые являются своего рода ловушкой для солнечного света. На микроскопическом уровне «шипы» делают солнечные батареи похожими на блоки конструктора LEGO.

Ученые из Имперского колледжа Лондона, а также исследователи из Бельгии, Китая и Японии провели ряд исследований, подтверждающих эффективность нового типа солнечной батареи. По словам исследователей, в последнее время солнечные батареи стали более дешевыми и более эффективными, однако все равно их применение пока обходится дороже ископаемых источников энергии. Но новая технология с революционным покрытием панели позволит сделать батареи тонкими, эффективными и относительно недорогими.

Ученые прикрепили ряды алюминиевых шипов величиной в 100 нанометров в верхней части панели, где они могут взаимодействовать с попавшим светом, в результате чего отдельные световые лучи изменяют курс. Большее количество энергии удается извлечь за счет того, что солнечные лучи эффективнее поглощаются панелью нового типа и проходят большее расстояние через поглощающий слой.

В прошлом ученые пытались добиться эффекта искривления лучей с использованием серебряных и золотых шипов, однако эти драгоценные металлы в действительности снижают эффективность панелей, потому что поглощают часть света. В свою очередь алюминий не поглощает, а рассеивает свет, повышая КПД солнечных ячеек. Дополнительным преимуществом этого решения является то, что алюминий дешевле и распространеннее, чем серебро и золото.

Новая технология позволит в будущем создавать гибкие солнечные панели, которые могут быть применены на плоских или изогнутых поверхностях и питать разные приборы – от бытовой техники до портативной электроники.