Многочисленные исследования и конкретные разработки в области альтернативных источников энергии направлены в первую очередь на улучшение энергетической эффективности последних. Это актуально и для солнечных батарей, и для других преобразователей альтернативных энергетических носителей.
Производство и модернизация солнечных фотоэлементов вообще превратилась в отдельную огромную отрасль, захватившую практически все сферы нашей жизнедеятельности. Солнечные батареи устанавливают на крышах домов, с их помощью питаются электронные гаджеты и автомобили, они входят в состав электростанций и используются для обеспечения автономной работы отдельных измерительных приборов.
Однако у солнечных элементов есть существенный недостаток – достаточно низкая энергетическая эффективность. Так некоторые разработчики придумали способ ее повышения – многократное соединение отдельных элементов в так называемые «сэндвичи». До настоящего времени мировой рекорд производительности батареи, созданной посредством тройного соединения отдельных солнечных элементов, составлял 44 %. Но ученые и инженеры из компании MicroLink, колледжа Лондона и Военно-морской исследовательской лаборатории придумали способ соединения элементов, с помощью которого теоретически можно будет победить 50 % барьер производительности.
Максимальная эффективность одного солнечного элемента, при использовании самых продвинутых технологий и материалов не превышает 25 %. Метод соединения нескольких солнечных элементов в «сэндвич» заключается в том, чтобы уложить друг на друга отдельные элементы, в данном случае три. Причем каждый из них настроен на определенную световую волну. Первый слой поглощает самую короткую длину волны, а более длинные поглощают нижние слои. Таким способом теоретически можно добиться практически 100 % энергетической эффективности, но на практике до сих пор удавалось достичь лишь 44 %.
Новая же разработка англичан состоит в том, чтобы добавить к уже сформированному «сэндвичу» четвертый слой, выращенный на подложке из фосфида индия (InP), имеющий максимальную ширину запрещенной зоны в 1,8 электрон-вольт (эВ). А это на 0,4 эВ выше, чем у используемых материалов. Получается соединение так называемых «четверных сплавов» InAlAsSb. В результате поглощаемый батареей солнечный свет более эффективно преобразуется в электроэнергию.
Сейчас ученые уверены, что при должной финансовой поддержке в лице Министерства энергетики США и Агентства передовых исследований в области энергетики (ARPA-E) им удастся уже через 3 года создать прототип солнечной батареи, энергетическая эффективность которой преодолеет потолок в 50 %.
Источник: http://www.scsiexplorer.com.ua
