КПД солнечных батарей можно повысить вдвое

Группа ученых Университета Техаса в Остине (США) под руководством профессора Сяо Ян Жу (Xiaoyang Zhu) показала, что количество электронов, полученных с одного фотона солнечного света, можно удвоить за счет использования полимерных полупроводниковых материалов на основе пентацена.

Максимальный теоретически возможный КПД современных кремниевых солнечных батарей составляет около 31%. Это обусловлено тем, что большая часть поглощаемой солнечной ячейкой энергии («горячие электроны») слишком высока, и теряется в виде тепла. Использование «горячих электронов» может увеличить эффективность солнечных батарей, а захватить такие электроны можно с помощью полупроводниковых нанокристаллов.

В ходе экспериментов ученые обнаружили, что свет производит теневые фотоны, из которых можно эффективно захватить два электрона, и, следовательно, повысить эффективность производства энергии в полупроводниковом пентацене. Этот материал имеет еще ряд преимуществ: низкую стоимость, широкие возможности для молекулярного дизайна и синтеза.

Новый метод дает возможность достичь КПД 44%, не фокусируя луч, попадающий на поверхность кремниевых солнечных батарей. В перспективе новое открытие позволит повысить эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую до 66%.

Исследования проводились при финансовой поддержке Национального научного фонда и Министерства энергетики США. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI