Новое устройство захватывает широкий спектр солнечного света

02.08.2016, 05:47 Наука

Фотоэлектрические клетки в традиционных солнечных батареях преобразуют солнечный свет в узком диапазоне длин волн, определяемых материалом, используемом в фотоэлементе. Это ограничивает их эффективность, так как значительная часть светового потока пропадает впустую. Технологи давно пытаются повысить эффективность фотоэлементов, путем создания солнечных элементов, изготовленных из нескольких различных полупроводниковых материалов, поглощающих свет различных длин волн.

Широкополосное поглощение солнечного излучения ранее было достигнуто с помощью металл-диэлектрик-металл или MIM резонаторов, которые состоят из изолятора, зажатого между слоями металлов, таких как хром и золото. Однако металлические компоненты, используемые в MIM резонаторах, имеют относительно низкие точки плавления, что затрудняет их применение в солнечных элементах.

Команда датских исследователей Ольборгского университета нашла альтернативный способ захвата широкого спектра солнечного света с использованием термостойкого устройства из вольфрама и оксида алюминия, которое изготавливается с использованием недорогих и доступных методов пленочного осаждения. Ведущий разработчик Manohar Chirumamilla говорит: «Они устойчивы к нагреванию, в том числе тепловому шоку, и демонстрируют стабильные физические и химические свойства при высоких температурах».

В новых экспериментах Chirumamilla и его коллеги показали, как новые поглотители работают при температуре 800 градусов по Цельсию, поглощая свет с длинами волн в диапазоне от 300 до 1750 нанометров, от ультрафиолетового до ближней инфракрасной области длин волн. Изобретатели отметили: «MIM резонаторы, поглощающие свет в спектре от УФ до ближней инфракрасной области спектра, могут быть использованы в различных приложениях, включая так называемые башенные электростанции, где концентрированный солнечный свет генерирует пар, который вращает генератор. Это первый шаг в использовании энергии Солнца более эффективным способом, чем позволяют существующие солнечные батареи».