Увеличить КПД фотоэлектрических панелей поможет разделение солнечного спектра на отдельные цвета

Следить за технологическим прогрессом очень интересно. Каждый год улучшается емкость аккумуляторных батарей, позволяя им питать все более прожорливые устройства. Светодиоды становится ярче, процессоры - быстрее, жесткие диски позволяют пользователям хранить больше данных и т.д. И в большинстве случаев улучшения, как правило, позволяют удешевить тот или иной продукт, или же расширить его функционал при прежней цене. Одной из областей, где за последние несколько десятилетий был достигнут ощутимый прогресс, являются солнечные панели, но у технологии все еще есть огромный потенциал.

Раскрыть все возможности экологичного источника энергии собираются участники нового инициативы, финансируемой Агентством передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA). Ученые хотят сделать солнечные батареи более эффективными с помощью наноструктурированных материалов. Они утверждают, что есть возможность повысить КПД до 50%, при этом в настоящее время коммерческие солнечные батареи обладают эффективностью в лучшем случае на уровне 20%.

Идея очень интересна: при разложении солнечного света на его составляющие и направлении каждого из полученных лучей на точно настроенные фотоэлектрические ячейки (которые являются наиболее эффективными, когда поглощают свет с определенной длиной волны) может быть возможен гораздо более высокий уровень эффективности преобразования фотонов в электроны. По крайней мере, в теории.

За последние несколько лет ученые научились еще лучше манипулировать светом в очень небольших масштабах, секретируя его по цвету и направляя из одного места в другое с помощью тонких слоев материала, на поверхности которого находятся специальные паттерны, чей размер меньше длины волны света. Проблемой в данном случае является недостаточно развитый уровень производства наноматериалов: мы не может воспроизводить структурированные материалы с нужными паттернами в рамках крупномасштабного производства.

Иными словами, лабораторные достижения пока что невозможно повторить на заводе. Ученые, которые получили грант от DARPA, надеются преодолеть это ограничение. И даже если на создание подобных солнечных панелей уйдет много лет, выход на теоретический уровень эффективности и доступность подобных устройств с конкурентными ценами могут изменить мир.