Дешевые и эффективные солнечные батареи возможны

Ученые из института Кавли университета Делфта показали, что подобное возможно благодаря наночастицам.

Электроны способны свободно перемещаться в слоях связанных полупроводниковых наночастиц под воздействием света. Новое открытие окажется весьма полезным для создания дешевых и эффективных солнечных батарей на основе квантовых точек.

Результаты опубликованы в издании Nature Nanotechnology.

Дешевые и эффективные

Текущие прозрачные кремниевые солнечные панели стоят дорого из-за больших затрат при производстве. Доступны и более дешевые солнечные батареи, однако они неэффективны. Так, максимальная эффективность органической солнечной батареи — 8%. Один из способов ее увеличения — использование полупроводниковых наночастиц, квантовых точек. Теоретически эффективность таких батарей можно увеличить до 44%. Частично это наблюдается вследствие лавинного эффекта, продемонстрированного учеными Делфта еще в 2008 году. В современных солнечных батареях поглощенная частица света может возбудить лишь один электрон, сформировав электронно-дырочную пару, в то время как в солнечной батарее на основе квантовых точек частица света способна возбудить сразу несколько электронов, и чем больше, тем лучше.

Связанные наночастицы

До сих пор создание электронно-дырочных пар под влиянием света было продемонстрировано лишь в рамках квантовой точки. Чтобы это работало в солнечных батареях, важно, чтобы электроны и дыры были способны двигаться. Так создается электрический ток, который может аккумулироваться в электроде. Исследователи из той же группы показали, что электронно-дырочные пары могут двигаться так же, как и свободные заряды между наночастицами. Наконец, они связали наночастицы вместе, использовав очень маленькие молекулы, так, чтобы они были плотно сгруппированы, оставаясь все же отдельно друг от друга. Наночастицы находятся настолько близко друг к другу, что каждая отдельная частица света, поглощаемая солнечной батареей, заставляет электроны двигаться.

27.09.2011