Материалы портала «Научная Россия»

Фотоэлементы из гибридного материала преобразуют инфракрасное излучение

Фотоэлементы из гибридного материала преобразуют инфракрасное излучение
Преобразование инфракрасного излучения сделает солнечные батареи на 30% более эффективными.

Химики Калифорнийского университета в Риверсайде (США) придумали, как преобразовать инфракрасное излучение в видимое с помощью сочетания неорганических полупроводниковых нанокристаллов и органических молекул позволяет. Этот материал может быть использован в фотоэлементах, что резко повысит их эффективность. Ученые опубликовали результаты своей работы в журнале Nano Letters. Краткий обзор статьи дает пресс-служба университета.

Другой способ — улавливать и преобразовывать в электричество инфракрасное излучение Солнца, которое проходит мимо обычных фотоэлементов. Чтобы этого достичь, ученые из UCR создали гибридный материал, комбинируя неорганическое и органическое соединения.

Ведущий автор работы профессор химии Кристофер Бардин (Christopher Bardeen) описывает работу материала так: неорганическая составляющая материала захватывает два инфракрасных фотона и направляет их в органическую составляющую, где фотоны преобразуются в один высокоэнергетический фотон, — который могут уловить современные фотоэлементы — а этот фотон уже «становится электричеством». В обычной солнечной ячейке эта энергия была бы потеряна, а в ячейке из нового материала она используется, что делает процесс эффективнее на 30 и более процентов.

Ученые работали с селенидом кадмия, из которого они вырастили полупроводниковый нанокристалл. Второй компонент в гибридном материале, органический, представляет собой дифенилантрацен и рубрен. Нанокристаллы селенида кадмия обернули органическими лигандами и получили новый материал.

В лабораторных испытаниях этот гибридный материал облучали 980-нанометровым инфракрасным светом. На выходе генерировался оранжевый/желтый флуоресцентный 550-нанометровый свет. Это уже видимый диапазон, который улавливается любой обычной фотоэлектрической ячейкой.

Фотография: UC-Riverside

Когда речь заходит об установке солнечных батарей для выработки электроэнергии, то обычно ссылаются их высокую стоимость. Но цена самих солнечных модулей составляет всего 20% от затрат на землю и монтаж. Соответственно, задача стоит увеличить эффективность солнечных модулей, чтобы они занимали меньшую площадь, и вся конструкция обходилась бы дешевле. В этом направлении работает множество научных коллективов во всем мире, используя разные подходы. К примеру, австралийцам удалось достичь рекордной эффективности солнечных батарей, улавливая максимум видимой солнечной энергии.

солнечная энергия фотон

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий