Солнечные панели научились превращать тепло в свет

Команда ученых из Массачусетса представила новое устройство, которое дает возможность солнечной панели пройти ее предельный максимум по количеству преобразованного в энергию света. Итоги исследования были опубликованы в Nature Energy, в докладе Д. Бирмана, Э. Ван, М. Солжачик и других.

Эффективный обход теоретического максимума

Как известно, изучение возможностей классических фотоэлементов уже показало их максимальные возможности. Но, по мнению Д. Бирмана, при использовании термофотоэлектрических элементов можно обойти все просчитанные ограничения. В теории, новый метод способен в два раза увеличить предел, а, следовательно, станет возможным получение удвоенной мощности при точно таком же размере панелей. Этот новый метод подразумевает объединение обычных элементов с вспомогательными слоями из высокотехнологичного сырья.

Вся суть этого метода заключается в том, что вместо того, чтоб рассеивать энергию в тепло внутри солнечной ячейки, в первую очередь, свет и тепло будут поглощаться промежуточным компонентом. В процессе поглощения данный элемент будет нагрет до состояния, позволяющего ему осуществлять излучение тепла. Грамотно подобрав не только материалы, но и саму конструкцию дополнительных слоев, можно успешно регулировать выделение тепла в виде света с нужной длиной волн. В свою очередь, последние будут уловлены панелями, что не только увеличит общую результативность, но и уменьшит объем тепла в элементе.

В роли инновационного сырья будут выступать нанофотонные кристаллы. Именно их можно использовать во время нагревания для излучения нужной длины волн света. Во время тестов, кристаллы объединили в систему со специальными нанотрубками вертикального типа из углерода, которая может функционировать при температуре до тысячи градусов. Даже по прекращению нагрева кристаллы продолжат излучать нужные волны, строго соответствующие диапазону, который способен обработать фотоэлемент и превратить в электроток.

По словам Бирмана, подобная система способна обеспечить обширный ряд преимуществ. При этом, она способна обойти все существующие на сегодня панели, независимо от того из какого материала они выполнены. Одним из самых важных плюсов является то, что устройство осуществляет выбросы на базе тепла, а не света, а, следовательно, оно не будет зависеть от таких явлений внешней среды, как появление облаков и многих других. В случае, если дополнить эту систему устройством для хранения тепла, то она сможет быть эффективной в течении любого времени суток. А это обеспечит получение непрерывной мощности по требованию.

Новой задачей ученых станет поиск методов, которые позволят уменьшить установку, а также поиск способов, позволяющих производить такие системы по максимально выгодной цене.

Дата публикации: 15.05.2016

Похожие записи:

• Новое открытие поможет создать почти вечные батареи
• Почему современный мир выбирает топливные брикеты
• Батареи на моче и батареи, перезаряжаемые бактериями
• Электростанция Микки Маус и обязательное использование солнечных панелей в Сан-Франциско
• В Европе будет создана крупнейшая плавучая солнечная электростанция
• Уникальная солнечная электростанция способна работать круглые сутки