Исследовательская группа из американской Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (National Renewable Energy Laboratory) и компании Innovalight открыла в коллоидных нанокристаллах кремния новый квантовый эффект, использование которого может в полтора раза увеличить эффективность солнечных батарей. Статья об открытии опубликована в последнем номере журнала Nano Letters Journal.

Кристаллический кремний используется в качестве рабочего тела в большинстве типов солнечных батарей (в настоящее время на его долю приходится более 93% общего объёма применяемых материалов). В используемых в настоящее время батареях один фотон солнечного света выбивает один электрон, а бОльшая часть солнечной энергии теряется, превращаясь в тепло. Поэтому КПД солнечных батарей столь низок, и они рентабельны лишь при покрытии очень больших площадей в местах наиболее интенсивной солнечной радиации типа пустынь.

Американские учёные установили, что в определенных условиях, при длине волны поглощенного излучения меньше 420 нм, в так называемых кремниевых нанокристаллах ( производства компании Innovalight), возникает эффект генерации множества электронов (Multiple Exciton Generation – MEG), когда один фотон при поглощении кристаллом кремния может выбивать не один электрон, а по крайней мере два. Благодаря открытию эффективность таких батарей можно увеличить почти в полтора раза.

В настоящее время учёные в попытках повысить эффективность генерации электронов в кремниевых нанокристаллах экспериментируют сразу в двух направлениях: с одной стороны, они пытаются добиться возникновения эффекта MEG при использовании более широкого спектра солнечных лучей, с другой – добиться усиления этого эффекта при дальнейшем уменьшении длины волны фотонов.

http://nanotechwire.com/news.asp?…

Исследователи по всему миру «штурмуют бастионы» в попытках хоть ненамного повысить к.п.д. солнечных преобразователей/батарей. И результаты их «натиска» всякий раз радуют. Очевидно, использование нанокристаллов кремния – это наиболее перспективный путь исследований в настоящее время. Тем не менее, дальнейшие поиски продолжаются, и можно надеяться, что они принесут новые позитивные результаты…