Новая израильская технология поможет резко повысить эффективность солнечных батарей

Исследователи Техниона разработали материал, существенно повышающий эффективность солнечных батарей - основного источника возобновляемой энергии.​​

Исследование проводилось в лаборатории Excitonics под руководством ассистента профессора Кармеля Ротшильда на факультете инженерной механики, и с помощью энергетического центра GTEP и института нанотехнологий Рассела Берри при Технионе в рамках проекта ERC по разработке новых термодинамических инструментов для солнечных батарей. ​

Исследователи Техниона разработали технологию, которая может повысить эффективность солнечных батарей на 70%. 

Солнце - мощный источник возобновляемой энергии. Фактически, в данный момент это единственный источник, который может удовлетворить энергетические потребности человечества, так что нет ничего удивительного в том, что потребление солнечной энергии растет. Но в данный момент существуют технологические ограничения в области эффективности солнечных батарей. 

Солнечные батареи оптимально используют узкий сектор солнечного спектра - яркий солнечный свет; радиация, не входящая в этот спектр, только нагревает батареи, но не используется. Эта энергопотеря приводит к ограничению эффективности солнечных батарей - их нынешняя эффективность составляет около 30%. 

Метод группы исследователей Техниона основан на использовании промежуточного процесса, происходящего в ходе взаимодействия солнечной батареи с с солнечным светом. Созданный ими фотолюминесцентный материал абсорбирует солнечную радиацию и превращает тепло и свет солнца в «идеальную» радиацию, освещающую солнечную батарею и позволяющую более высокую степень преобразования энергии. В результате эффективность устройств возрастает с 30% (стандартный для солнечных батарей уровень) до 50%.

Вдохновением для этого технологического прорыва стало оптическое охлаждение, где поглощенный свет излучается повторно при более высокой энергии, тем самым охлаждая излучатель. Исследователи разработали технологию, работающую по аналогичному принципу, но с солнечным светом. 

«Солнечная радиация на пути к солнечным батареям проходит через специально разработанный нами для этой цели материал, и он нагревается энергией из ранее неиспользуемой части спектра», - поясняет аспирант Асаф Манор, который возглавлял исследование в рамках подготовки своей докторской диссертации. «Кроме этого, солнечная радиация в оптимальном спектре абсорбируется и снова излучается со сдвигом в синюю часть спектра. Эта радиация затем собирается в солнечной батарее. Таким образом, в электрическую энергию преобразуются и тепло, и свет». 

Группа надеется продемонстрировать полностью работающее устройство с рекордной эффективностью в ближайшие 5 лет. В случае успеха оно станет прорывом в области использования солнечной энергии.


Источник: MFA
Фото: Исследователи Асаф Манор, Кармель Ротшильд и Нимрод Крюгер в своей лаборатории/ Технион