Как известно, в большинстве существующих технологиях для захвата энергии солнца используются фотоэлектрические материалы. В других технологиях солнечная энергия превращается в электричество с помощью зеркал, концентрирующих свет на резервуар с водой, которая превращается в пар и приводит в движение турбину. Менее распространенным способом захвата тепловой энергии солнца является использование твердотельных материалов, называемых термофотоэлектриками, которые были разработаны в 50-х годах прошлого столетия в Массачусетском технологическом институте.

Теперь же исследователи из того же университета нашли способ использовать термофотоэлектрические устройства для концентрации солнечного света без применения зеркал, что потенциально делает солнечную установку значительно проще и дешевле. Для новой технологии ученые разработали фотонный кристалл, который, по сути, представляет собой массив точно распределенных микроскопических отверстий в верхнем слое термофотоэлектрика.

Такой подход имитирует парниковый эффект Земли: инфракрасное излучение может войти в материал через отверстия на поверхности, однако, отраженные солнечные лучи уже не выходят за пределы фотонного кристалла, т.е. попросту блокируются за счет точно разработанной геометрии расположения отверстий и тем самым нагревают теромофотоэлектрический материал.

По словам одного из соавторов исследования, Петра Бермела, система довольно проста в изготовлении, поскольку используются стандартные технологии производства чипов, в отличие от традиционных концентрирующих систем, для которых требуется очень хорошая и, как правило, дорогостоящая оптика. Кроме того, новая система легко масштабируема, и при этом она остается достаточно эффективной, чтобы конкурировать с более традиционными формами получения электричества от солнечной энергии.

Следующим шагом команды исследователей MIT станет, по словам Бермела, поиск и проверка различных материалов для новой солнечной термоэлектрической установки, которые производили бы электричество наиболее эффективно.

Остается добавить, что исследование проводилось на средства, выделенные Национальным научным фондом, MIT S3TEC, Центром энергетических исследований от Министерства энергетики США, а также Институтом военных нанотехнологий США.