КПД солнечных батарей повысят вирусы

Исследователи Массачусетского технологического института нашли способ усовершенствовать солнечные батареи, с помощью генетически модифицированных вирусов повысив их КПД на треть.

При попадании света на фоточувствительную поверхность фотоэлемента происходит испускание электронов, движение которых и создает электрический ток. Ранее ученые проводили эксперименты по использованию нанотрубок для транспорта электронов в толще солнечной батареи. Для того, чтобы такая система была эффективной, необходимо сформировать из нанотрубок разветвленную проводящую структуру. Для ее создания группа специалистов под руководством проф. Анджелы Берчер (Angela Belcher) предложила использовать вирусы-сборщики, генетическую модификацию вируса M13, который обычно инфицирует бактерии.

Эксперимент, проведенный в водной среде при комнатной температуре, состоял из двух этапов. На первом при помощи пептидных молекул вирусы захватывали однослойные углеродные нанотрубки (обычно по 5-10 шт) и равномерно располагали на поверхности, таким образом создавая сеть сборщиков электронов. Таким образом, была построена сеть, принимающая заряды и передающая их на контакты батареи. На втором этапе эксперимента изменялась кислотная среда, и те же вирусы приступали к выполнению другой программы – нанесению между нанотрубками покрытия из диоксида титана.

В результате исследователи получили построенную с помощью вирусов солнечную батарею на основе сенсибилизированных красителей, которые недороги в производстве, но при этом имеют КПД всего около 8%. Использование нанотрубок позволило поднять эффективность фотоэлементов до 10,6%. Ученые полагают, что предложенную ими технологию можно легко внедрить в производственный цикл создания промышленных фотоэлементов.

Исследования проводились при поддержке итальянской компании Eni и программы МТИ Solar Futures Program. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

К молекулярной цепочке вируса М13 прикреплена связка пептидов, которые удерживают и размещают нанотрубки (цилиндры серого цвета), молекулы оксида титана (желтого цвета) и молекулы красителя (красного цвета)

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI