«Плащ-невидимка» может улучшить работу солнечных батарей

Сотрудники Технологического института Карлсруэ (KIT) в публикации для журнала Optica сообщили о необычном способе повышения эффективности преобразования солнечной энергии в электричество. Они предложили использовать «плащ-невидимку», чтобы обводить свет вокруг препятствий, которые обычно отбрасывают тень на фотоэлектрическую панель.

В современных коммерческих солнечных батареях до 10% поверхности покрыто, так называемыми, «контактными пальцами» (contact fingers), которые служат для вывода генерируемого электрического тока. В этих местах свет не может достигать активного слоя солнечных элементов, в результате чего их эффективность ухудшается.

«Наши модельные эксперименты показали, что „плащевой“ слой делает контактные пальцы практически полностью невидимыми», — заявляет Мартин Шуман (Martin Schumann) из Института прикладной физики KIT, проводивший эксперимент и моделирование.

Модифицированная для солнечных батарей конструкция слоя невидимости, созданного физиками KIT вместе с коллегами из Аахена, Юлиха, Халле, Йены и Фрайбурга, представляет собой полимерное покрытие с точно рассчитанными оптическими характеристиками: коэффициентом преломления или особой формой поверхности.

Второй вариант видится авторам наиболее перспективным, так как обеспечивает недорогой путь интеграции в массовое производство солнечных элементов.На поверхности полимерного слоя вокруг контактных пальцев создаются канавки, которые отклоняют экранируемый контактами свет, позволяя ему достигать активного фотоэлектрического слоя.

На следующей фазе экспериментов немецкие ученые собираются перейти от численного моделирования к испытаниям слоя невидимости на реальных солнечных батареях, для определения достигаемого выигрыша эффективности. По их самым оптимистичным прогнозам, улучшение кпд фотоэлектрического преобразования в результате применения нового метода может достигать 10%.