Высокоэффективные солнечные панели из нанопроводов от шведских ученых

Исследователи из Лундского университета (Lunds universitet, Швеция) нашли способ создавать эффективные и дешевые солнечные панели из нанопроводов на основе фосфида индия. О результатах своих изысканий они написали в журнале Science.

Ученые подчеркивают, что им впервые удалось использовать нанопровода для производства полностью функциональных солнечных ячеек. Исследования в области солнечных панелей из нанопроводов проводятся во всем мире, однако недостижимой мечтой была планка эффективности в 10%. Но именно шведские ученые смогли добиться КПД в 13,8%.

Нанопровода, полученные в Лундском университете, изготовлены из полупроводникового материала фосфида индия. Они работают как антенны, поглощающие солнечный свет и вырабатывающие электроэнергию. Нанопровода диаметром 180 нанометров смонтированы на подложке в 1 мм2 – по 4 млн на каждой. При этом солнечные ячейки из нанопроводов производят в несколько раз больше энергии на единицу полезной площади, чем их современные кремниевые аналоги.

Благодаря высокому КПД, солнечные панели из нанопроводов могут обеспечить производство экологически чистой энергии при низких затратах на установку и обслуживание. Расчеты показывают, что нанопроводная солнечная панель в виде тонкой пленки производит столько же энергии, что и кремниевая панель, но при этом занимает на 90% меньше площади.

Исследования проводились в рамках профинансированной Европейским союзом программы «Архитектуры, материалы и одномерные нанопровода для солнечной энергетики – исследования и применение» (Architectures, Materials and One-dimensional Nanowires for Photovoltaics – Research and Applications, AMON-RA), которая нацелена на поиск нового типа солнечных ячеек.

Параллельно с исследованиями нанопроводов шведские ученые работают над дальнейшим повышением уровня эффективности ячеек за счет сочетания различных типов полупроводниковых материалов для эффективного использования максимально широкой части солнечного спектра. Правда, это может привести к существенному удорожанию таких панелей, что сузит сферу их использования космической отраслью и боевой авиацией.