Ученые нашли способ улучшить производительность солнечных фотоэлементов

Новая технология, которая способна улучшить эффективность преобразования солнечных фотоэлементов и которая основывается на предыдущих исследованиях в классе материалов, известных как квазикристаллы, была разработана исследователями из Йоркского университета и университета Сент-Эндрюса.

Новый метод представляет собой захват широкополосного света тонкими пленками – намного более эффективный, по сравнению с другими методами, увеличивая поглощение и выработку электроэнергии. Как описывается в научно-исследовательской работе, представленной Йоркским университетом в журнале Nature Communications, метод основан на использовании квазикристаллов, которые имеют преимущества перед другими материалами по способности захвата большей части солнечного спектра. Однако, до настоящего времени использование квазикристаллов в конкретных приложениях вызывало определенные трудности, главным образом, за счет характерной симметрии и отсутствия регулярной дифракционной решетки.

Для того, чтобы приспособить квазикристаллы к захвату солнечного света, исследователи создали новую структуру, которую назвали квазислучайной структурой – она сочетает в себе богатый спектр пространственных частот, связанных с квазикристаллами с высоким уровнем управления, предоставленного периодическими структурами.

Исследователь Эмилиано Мартинс из Школы физики и астрономии от университета Сент-Эндрюса, объясняет важность проведенной работы: «Управление распространением световых лучей в материале является важным аспектом в фотонике. Мы продемонстрировали, что благодаря тщательной проработке их спектров Фурье, квазислучайные наноструктуры способны к такому управлению с большей эффективностью».

В то же время д-р Цзюньтао Ли из Государственной лаборатории оптоэлектронных материалов и технологий от китайского университета Сунь Ятсена, также принимавший участие в разработке квазислучайных структур, утверждает, что они могут получить распространение во многих областях, где используется захват световых лучей, начиная от производства светодиодов и заканчивая изготовлением DFB лазеров.