EPFL: нанопровода откроют новую эру в солнечной энергетике

В статье, опубликованной в Nature Photonics, ученые из швейцарской École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), утверждают, что солнечные элементы на базе нанопроводов смогут генерировать электроэнергию с беспрецедентной эффективностью, и при этом будут иметь многократно сниженную себестоимость.

Созданная в EPFL нанопроводная солнечная батарея из арсенида галлия собирает в 12 раз больше солнечного света, чем обычная плоская ячейка. Это происходит из-за того, что ориентированный вертикально нанопровод диаметром в несколько сотен нанометров действует как очень эффективный световод с гораздо более широкой апертурой поглощения, чем ожидалось прежде.

Экспериментальный прототип продемонстрировал кпд преобразования почти на 10% выше, чем допускает теория для однопереходных материалов. Исследователи рассчитывают еще более увеличить эффективность оптимизируя размеры нанопроводов, повышая качество применяемого арсенида галлия и улучшая электрические контакты для съема тока.

Предполагается, что массив таких нанопроводов сможет достичь кпд 33%. Сегодняшние коммерческие (плоские) солнечные батареи обеспечивают эффективность лишь около 20%. Кроме этого, нанопровода используют примерно в 10 тыс. раз меньшее количество арсенида галлия (из расчета $10 на 1 м2, вместо 100 тыс. долл.), что открывает возможности для широкого промышленного применения этого дорогостоящего полупроводникового материала.

Низкая материалоемкость новой солнечной технологии дополняется малой массой нанопроводов, возможностью использовать их с различными типами основ, включая гибкие и износостойкие.