Ученые из Юты создали новый оптический элемент, который повышает КПД солнечных батарей

Инженеры-электрики из университета Юты недавно объявили о разработке тонкослойного оптического элемента, изготовленного из прозрачного пластика или стекла, который способен разделять и концентрировать различные длины волн солнечного света, что позволит повысить общую эффективность солнечных батарей на 50 процентов. Этот элемент с оптическим покрытием, названным полихроматом, может быть интегрирован в поверхностное стекло солнечной панели. Он также может быть использован для снижения энергопотребления мобильного телефона и улучшения работы видеокамеры в условиях низкой освещенности.

По словам разработчиков, слой полихромата изготавливается методом фотолитографии на практически любом прозрачном материале, пластике или стекле, поэтому сам элемент получается очень дешевым. Для эксперимента инженеры создали оптический элемент 50 миллиметров в длину и 10 миллиметров в ширину, имеющий канавки 3 микрометра шириной для разделения длин волн входящего света.

Затем ученые разместили полученный полихромат сверху фотоэлектрического прибора, который генерирует напряжение под воздействием солнечного света. Этот прибор состоит из двух поглощающих слоев: фосфида индия галлия, который поглощает видимый свет, и арсенида галлия, который поглощает инфракрасное излучение. При добавлении полихромата эффективность генерации напряжения прибора увеличилась на 16 процентов.

Инженеры также разработали компьютерную модель солнечной батареи с восьмью слоями, поглощающими различные длины волн света, и полихроматом, размещенным поверх фотоэлемента. Теоретическая эффективность такой конструкции составила более 50 процентов.

По словам ученых, следующим шагом к использованию новых оптических элементов в коммерческих солнечных батареях станет непосредственное сотрудничество с производителями. По их мнению, новые высокоэффективные солнечные элементы будут доступны на рынке уже в ближайшие 5 – 10 лет.

Но пока что инженеры проверяют характеристики своих оптических элементов в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.