Эффективность солнечных панелей увеличится

От эффективности солнечных панелей зависит, как быстро мы сможем отказаться от традиционных электростанций, работающих на ископаемом топливе. Поэтому, многими исследователями ведётся работа по увеличению КПД солнечных панелей, а также по снижению стоимости их производства. Недавно, исследователи из Стэнфордского Университета сделали открытие, которое существенно повысит эффективность фотовольтаики.

Если вы видели фото-электрическую панель, то наверняка заметили, что она покрыта тонкой сеткой по всей поверхности. Линии этой сетки являются проводниками , которые нужны для передачи электроэнергии, генерируемой участками полупроводников, и хотя линии эти кажутся относительно тонкими, и не занимающими много площади – это не так. Проводники тока занимают от 5 до 10 процентов площади, которая также могла быть использована для выработки электроэнергии, но закрыта от света. То есть, от 5 до 10% света, - просто отражается.

В Стэнфорде придумали, как повысить эффективность солнечный батарей, покрыв полупроводниками почти всю поверхность солнечных панелей.. Для этого была использована золотая фольга толщиной 16 нанометров, которую поместили на кремний. Для невооруженного взгляда золото выглядело цельным проводником, но на самом деле фольга имеет множественную перфорацию – крохотные квадратные отверстия, за счет которых проводник покрывает лишь две трети кремниевой подложки (65%), покрытой фольгой, при этом отражая, в среднем, 50 процентов падающего света.

Затем кремниевую плиту с золотой фольгой, погрузили в раствор плавиковой кислоты и перекиси водорода, что привело к росту кремния сквозь отверстия в золотой фольге. В результате реакции, которую ученые назвали «скрытые контакты», кремний вытянулся сквозь отверстия в фольге, образовав колонны высотой 330 нанометров. «Эти наноколонны впитывают еще больше света вокруг фольги-проводника. Представьте себе дуршлаг, сквозь который льется вода. Не вся вода вытечет, но если в каждое отдельное отверстие вставить по воронке – воды вытечет гораздо больше. Вот в чем суть наших наноколонн ,– они захватывают больше света через отверстия в металлической сетке вглубь кремниевой подложки » - говорит один из авторов исследования, Виджай Нарасимхан.

Серия экспериментов показала, что с помощью этой технологии, потери света на отражение от солнечных панелей, в местах расположения проводников электричества, с 5-10% до 3%. Это означает, что новая технология, не меняя состава фотоэлементов на солнечных панелях, позволит увеличить их КПД с 20 до 22%.

Ученые экспериментировали с позолоченными проводниками, но уверены, что технология будет работать и с другими металлами: серебром, платиной, никелем. Кроме того, технология работает и с другими полупроводниками, а не только с кремнием.

Это отрывает возможности применения технологии в производстве более эффективных фотоэлементов, светодиодов, дисплеев и прозрачных батарей. Сейчас команда разработчиков планирует проверить свой инновационный метод на полноразмерной солнечной панели в реальных условиях. Если полевые испытания покажут те же результаты, что и в лабораторных условиях... впрочем, и так понятно, как это может отразиться на производстве энергии.