Блоги
Гибридные органико-неорганические солнечные панели: вдвое больше электронов от одного фотона

Гибридные органико-неорганические солнечные панели: вдвое больше электронов от одного фотона


141008-excitons

Существуют научные открытия, способные дать конкретный практический результат в ближайшей перспективе лишь после решения других проблем, блокирующих реализацию данной технологии. Но существуют и открытия, дающие практически прямую дорогу к конечному результату.

Практическое применение второго типа открытий может замедлять первоначальная цена производства, и другие факторы. Однако в них гораздо меньше “если”, то есть препятствий, которые при данном уровне развития невозможно преодолеть.

Одно из “практических” и актуальных для человечества открытий зарецензированно в журнале Nature и касается увеличения эффективности солнечных панелей.

Терминология даже упрощенной версии статьи достаточно сложна, так что некоторые моменты будут опущены,  но основная идея будет сохранена и преподнесена в понятной форме.

Ade_NatPhoton_Article_Cover5-617x416

В современных солнечных элементах взаимодействие одного фотона с фото-приемником приводит к высвобождению одного электрона, который и преобразуется в электрическую энергию.  В растениях, которые по сути используют очень похожий процесс, контакт с фотоном приводит к формированию экситона (псевдо-частицы, состоящей из электрона и дырки).

Если использовать не кремниевый, а органический полупроводник на базе вещества известного как пентацен, то один фотон будет выбивать два экситона, или для упрощения два электрона, которые уже можно преобразовывать в энергию.

Проблема заключалась в том, что сбор экситонов в органическом полупроводнике настолько сложен, что с практической точки зрения не имеет смысла. Однако эта проблема уже позади, поскольку главная часть открытия заключается в открытии способа транспортировки экситонов из органического полупроводника в неорганический (из пентацена в кремний), причем практически с идеальной эффективностью (95%).

140416090437-large

Конкретные данные о росте КПД подобных солнечных панелей не приводятся. Однако, даже если фотоны несут в себе несколько меньшее количество энергии, в связи, например, с другой длиной волны, все же количество в данном случае важнее качества, и эффективность будет увеличиваться почти в два раза. То есть, при прочих равных, энергия солнца сможет быть преобразавана в энергию электричества с КПД в 40%

Как уже было сказано, это технология также должна соответствовать критериям экономической разумности для того чтобы быть реализованной. Однако учитывая все нарастающий интерес к альтернативной энергии,  столь серьезный прорыв в плане эффективности, и наличие работающего, пускай и очень раннего прототипа, возможно солнечные панели в 2020 году уже будут создавать по гибридной органико-неорганической технологии.


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: