Сконструировать солнечные элементы так, чтобы они были гибкими, лёгкими и их можно было бы растянуть на большую площадь, невероятно трудно. Они требуют инертной атмосферы и высоких температур для эффективной работы, к тому же они часто приходят в негодность после короткого взаимодействия с воздухом.

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый метод изготовления солнечных элементов из ультратонких слоёв квантовых точек.

Технология работает и при комнатных температурах, а также не имеет стандартных проблем обычных фотовольтаических элементов. Более того, стоимость её достаточно низкая для массового производства.

Создатели сообщают в пресс-релизе, что они установили новый рекорд эффективности в 9%.

Таким образом, новые солнечные батареи на квантовых точках становятся самыми производительными из существующих на сегодняшний день.

Рис. 1. Квантовые точки работают и индивидуально, и как группа (фото Wikimedia Commons).

Данное исследование базируется на недавней работе химика Лестера Вулфи (Lester Wolfe). Его ученик, Мунги Бавенди (Moungi Bawendi), тоже химик из MIT, создавал квантовые точки в виде тонких, однородных покрытий с точно регулируемыми свойствами.

Покрытие может быть нанесено почти на любой материал, при этом наночастицы, содержащиеся в нём, очень эффективно преобразуют свет в электричество.

«Объединение наночастиц в единый тонкий слой позволит им по-прежнему работать индивидуально, поглощая свет, но также и функционировать как группа, транспортируя заряды», — говорит соавтор исследования Владимир Булович (Vladimir Bulović).

Такая конфигурация наночастиц позволяет переносить заряды через плёнку-покрытие и собирать их на её краях. Затем они могут быть использованы в цепи для создания электрического тока.

Инженеры признают, что

их фотоэлементам ещё далеко до стандартных солнечных батарей в вопросах эффективности, поскольку лишь 9% солнечной энергии преобразуется в электрический ток. Однако они утверждают, что повысить эффективность в короткие сроки будет совсем не сложно..[em]

«Кремний совершенствовался на протяжении шестидесяти лет, и даже сегодня он не достиг пока своего предела производительности. Поэтому не стоит рассчитывать, что совершенно новая технология превзойдёт все существующие всего за четыре года», — поясняет Булович.

Он рассказал, что главная гордость новой методики — это простота, с которой создаются квантовые точки и объединяются в единое покрытие-плёнку. В своей статье, опубликованной в журнале Nature Materials, учёные также сообщают, как много может быть областей применения для такой разработки.

Фотовольтаическое покрытие пригодится и в военном деле, и в аэрокосмической промышленности, и для широкого потребительского рынка.