Ученые разработали новый метод для более эффективного сбора солнечной энергии

Сегодня солнечная энергия становится все более рентабельным источником электроэнергии. Тем не менее, существующие на рынке фотоэлектрические элементы могут поглощать и преобразовывать лишь небольшую часть солнечного света, а это означает, что значительное количество солнечной энергии попросту не используется. Новая технология, созданная учеными из Калифорнийского технологического института, является первым шагом к более эффективному освоению этой потерянной энергии.

Традиционная солнечная панель оснащена фотоэлектрическим преобразователем, в основе работы которого лежит фотоэлектрический эффект – способность атомов кремния испускать электроны под действием солнечного света, но только определенных длин волн, в основном лежащих в области видимого света. При этом свет в инфракрасном диапазоне, например, не просто проходит сквозь кремний, но и является источником нежелательного тепла.

Новая технология, разработанная в Калифорнийском технологическом институте, основана на эффекте, который наблюдается в металлических структурах и которая известна как плазмонный резонанс. Плазмоны – это скоординированные волны электронов, которые существуют на поверхности металла в точке, где он соприкасается с воздухом. Ученые обнаружили, что эти плазмонные резонансы, хотя и являются природным явлением, могут быть настроены на другие длины волн, если сами металлы имеют нано-структуру.

Ученые показали, что эти резонансно возбужденные металлические поверхности могут произвести электростатическое напряжение. Эти поверхности могут стать источником питания, если удастся разработать способ получения стационарного тока с них. Таким образом, добавив плазмонный резонанс к фотоэлектрическому эффекту в солнечных панелях, можно будет использовать не только видимый, но и инфракрасный свет для выработки электричества.

Как и у всех подобных изобретений или открытий, у новой технологии имеется огромный потенциал, который может так и остаться нереализованным. Но уже сейчас, как утверждают ученые, эта технология позволит разработать новые виды датчиков, которые обнаруживают свет на основе электростатического напряжения.