Группа ученых из Университета Суррея успешно увеличила объем энергии, поглощаемой тонкими фотоэлектрическими панелями, на 25%. Их иразработка толщиной не более одного микрометра (1 мкм) создает из солнечного света электричество более эффективно, чем другие, столь же тонкие, и прокладывают путь к более чистой, зеленой энергии.
В статье, опубликованной в журнале Photonics Американского химического общества, команда подробно описывает, как они использовали солнечный свет для создания неупорядоченного сотового слоя, лежащего поверх кремниевой пластины. Их подход находит отражение в природе в дизайне крыльев бабочки и птичьих глаз. Инновационная сотовая конструкция обеспечивает поглощение солнечных лучей под любым углом, позволяя генерировать больше энергии.
Доктор Мариан Флореску рассказал: «Одна из главных проблем работы с кремнием заключается в том, что некоторый объем света отражается от него. Но создав определенную текстуру, на кремнии можно эту проблему решить, и наш беспорядочный, но сверходнородный сотовый дизайн особенно успешен».
Команда исследователей из Университета Суррея и Имперского колледжа Лондона работала с коллегами-экспериментаторами из AMOLF в Амстердаме над проектированием, моделированием и созданием новой ультратонкой фотоэлектрической батареи.
В лаборатории они достигли коэффициента поглощения 26,3 мА/см 2, что на 25 % больше предыдущего рекорда 19,72 мА/см 2 , достигнутого в 2017 году. Они обеспечили эффективность 21 %, но ожидают, что дальнейшие улучшения повысят этот показатель, что приводит к эффективности, которая значительно выше, чем у многих коммерчески доступных фотогальванических элементов.
Д-р Флореску продолжил: «Существует огромный потенциал для использования ультратонких фотоэлектрических элементов. Например, учитывая их легкость, они будут особенно полезны в космосе и могут сделать жизнеспособными новые внеземные проекты. Поскольку они используют гораздо меньше кремния, мы надеются, что здесь, на Земле, также будет экономия средств, плюс может быть потенциал для получения большей выгоды от Интернета вещей и создания зданий с нулевым потреблением энергии, питаемых локально».
Полученные результаты могут принести пользу не только производству солнечной энергии, но и другим отраслям, где решающее значение имеют управление светом и проектирование поверхности, например, фотоэлектрохимия, твердотельное излучение света и фотодетекторы.
Следующие шаги для команды будут включать поиск коммерческих партнеров и разработку производственных технологий.
