Для солнечных LSC-батарей достигнут рекордный коэффициент концентрации

Дополнив светоизлучатели на базе квантовых точек с ядром из селенида кадмия (CdSe) и оболочкой из сульфида кадмия (CdS) спектрально согласованными с ними фотонными зеркалами, команда ученых из Berkeley Lab и Иллинойсского университета создала солнечные элементы, которые улавливают голубые фотоны с концентрацией в 30 раз выше, чем у традиционных солнечных батарей.

Это достижение, о котором сообщил журнал ACS Photonics, сделает возможной в будущем разработку недорогих солнечных батарей с люминесцентным концентратором (LSC), эффективно использующих высокоэнергетичную часть видимого солнечного спектра.

Такие устройства состоят из пластины с высокоэффективными светоизлучателями (люминофорами), поглощающими свет и затем испускающими его на более длинных волнах (эффект смещения Стокса). Этот переизлученный свет направляется по волноводам в микроскопический солнечный элемент для преобразования в электричество. Поскольку площадь пластины с люминофорами значительно больше, чем фотоэлектрического элемента, попадающий в него свет обладает высокой степенью концентрации, вдобавок, расход дорогостоящих полупроводников групп III/V у такой солнечной панели значительно меньше, чем у обычной.

«Мы получили соотношение люминесцентной концентрации выше 30 с оптической эффективностью 82% для голубых фотонов, — рассказывает директор Berkeley Lab, Поль Аливизатос (Paul Alivisatos). — По нашей информации, это самый высокий коэффициент люминесцентной концентрации, из упоминаемых в публикациях на сегодняшний день».

Успех LSC-системы на базе наночастиц CdSe/CdS, привел к рождению нового проекта по созданию солнечного концентратора. Его реализация возложена на альянс Berkeley Lab, Иллинойсского университета, Калтеха и Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL), а финансирование в размере 3 млн долл. будет осуществляться по программе MOSAIC (Micro-scale Optimized Solar-cell Arrays with Integrated Concentration) агентства ARPA-E.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365