Солнечные батареи можно завернуть в бумагу

1 февраля 2014 в 07:00

Батареи, в которые свету легко попасть, легко его «теряют», и наоборот. Как бы сделать фотоэлемент, в который свету легко войти, но трудно выйти?

 

 

Группа ученых из Мэрилендского (США) и Южнокитайского технологического (КНР) университетов во главе с Лянбин Ху (Liangbing Hu) считает, что новые перспективные солнечные батареи могут быть сделаны с использованием обычной древесины, пишет А. Березин (compulenta.computerra.ru) со ссылкой на Nano Letters и Phys.Org.

Объясняется это так: эффективность работы солнечных батарей зависит от оптической прозрачности (что позволяет свету проникать в них) и их способности этот свет рассеивать, что способствует высокому поглощению пойманного света материалами фотоэлемента.

До сих пор солнечные батареи с высокой прозрачностью «на входе» (90%) имели далеко не блестящие способности к рассеиванию света (около 20%). Попросту говоря, свету не только легко войти в такой фотоэлемент, но и довольно просто из него выйти, избежав «трудовой повинности» в виде выработки электричества.

В результате, среди прочего, они хорошо работают только тогда, когда свет падает на них под прямым углом, то есть в полдень или на экваторе. Утро, вечер, зима — вот время, когда солнечные лучи в развитых странах падают под большими углами — а значит, эффективность неподвижной солнечной батареи в умеренных широтах уменьшается примерно в полтора раза от максимально доступных величин.

Поэтому-то исследователи и разработали новую бумагу на основе обычной древесины, имеющую не только прозрачность в 96%, но и показатели рассевания света порядка 60% — лучшие среди всех известных для веществ с высокой прозрачностью.

Как-то странно, скажете вы: у бумаги вроде бы иные свойства; какие, к черту, 96% прозрачности?! Дело в том, что у обычной бумаги структура микропористая. Здесь же использовалась нанопористая бумага (размер пор на порядки меньше), поэтому в ней нет микрополостей с воздухом внутри, повышающих рассеивание света в обычной бумаге и вместе с тем делающих ее малопрозрачной. Достигается это обработкой бумаги таким методом, который ослабляет водородные связи между ее микроволокнами, после чего плотность материала растет, а структура резко меняется.

Тем не менее полости в бумаге все равно остаются и, несмотря на меньший размер, все же довольно прилично рассеивают свет, что позволяет надеяться на включение такой нанобумаги в состав новых солнечных батарей.

Покрыв в ходе экспериментов новинкой кусок обычного кремния, разработчики пришли к выводу, что использование света в солнечных батареях, наделенных такой поверхностью, может вырасти на 10%, и это приведет к такому же росту КПД вне зависимости от конкретного состава фотоэлемента, оснащенного новой бумагой. В связи с тем, что процесс ламинирования такой нанобумагой (как и сырье для ее производства) не слишком дорог, бумажной оболочкой имеет смысл наделять не только новые солнечные батареи, но и уже установленные образцы.

 

Путь от дерева к ламинирующему покрытию солнечной батареи должен быть сравнительно простым и дешевым (Fang, et al.)

 

Коэффициент пропускания и способность к рассеиванию света для различных материалов, включая новую наноструктурированную бумагу (Fang, et al.)

 

На заставке фото с сайта www.i-g-t.org

 
Опубликовано: Теги: солнечные батареи, нанотехнологии, древесина, бумага, альтернативная энергетика

В ленту раздела Новости науки | Обсудить тему на форуме

ООО «Издательство Агрорус»
+7 (499) 500-10-84
119590, город Москва, ул. Минская, 1Г, корп. 1, офис 19
ООО «Издательство Агрорус»

Популярное

Аномальная жара в Австралии «сварила» летучих лисиц заживо

Аномальная жара в Австралии «сварила» летучих лисиц заживо

12.01.2018 | 06:15

Экологи волонтеры пытались помочь животным, но не смогли

Генетики заставили растения вегетировать круглосуточно

Генетики заставили растения вегетировать круглосуточно

13.01.2018 | 07:00

Ученые хотят научиться управлять биоритмами агрокультур и создать «вечнорастущие» сорта



Комментарии (0)