Кремниевая наноструктура удвоит эффективность солнечных батарей

В лаборатории Университета Киото при содействии компании Osaka Gas разработано кремниевое устройство, которое позволяет удвоить эффективность преобразования света в электричество солнечными батареями, используя оптические технологии.

Такаши Асано (Takashi Asano) и его коллеги вырезали на поверхности кремниевой пластинки множество равноудалённых друг от друга цилиндрических стержней. Их высота, радиус и плотность расположения определяли спектр излучения и были оптимизированы для узкой полосы частот, в которой эффективно работают солнечные батареи. Тепловые флуктуации электронов в пластинке ограничиваются высокочастотной областью с энергиями выше запрещённой зоны кремния, а затем усиливаются фотонных резонансом наноструктуры.

В составе фотоэлектрической панели такой наноструктурированный слой кремния действует как концентратор, перенося тепловое излучение в высокоэнергетичную коротковолновую область на стыке видимого и ближнего инфракрасного диапазонов.

В статье, опубликованной журналом Science Advances, японские учёные показали, что применение полупроводникового слоя с фотонной наноструктурой позволяет довести эффективность преобразования солнечной энергии, по меньшей мере, до 40%.

По заявлению авторов, это изобретение будет полезно везде, где требуется трансформировать тепло в электричество: оно позволит создавать более компактные, чем прежде преобразователи энергии для широкого круга приложений.