Наногильзы: эффективное поглощение солнечного света

Ноябрь 08, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор

«Шепчущая технология» - помещение (эллиптической или круглой формы), где наблюдается интересный акустический эффект – произнесенное шепотом у одной из стен прекрасно различимо на противоположной стороне.

Наногильзы: эффективное поглощение солнечного света

Причина – многократное внутреннее отражение звуковой волны, проходящей по периметру помещения. Ученые Стэндфордского Университета вдохновились данной идеей, разработали фотоэлектрический материал, который обращается с солнечным светом аналогично «шепчущей галерее» со звуком. Наряду со способностью «заворачивать» свет, попадающий на его поверхность, новый материал обладает и другими интересными качествами – меньшей хрупкостью, дешевизной и меньшей зависимостью от угла падения лучей солнца.

Материал состоит из полых крошечных шариков, сделанных из нанокристаллического кремния. Он характеризуется высоким электрическим КПД, способен противостоять разрушительному действию солнечных лучей, но слабо поглощает свет. Данный недостаток до сих пор старались компенсировать увеличением толщины абсорбирующего слоя, что также увеличивало время производства панелей. Сейчас же в игру вступают мельчайшие сферические образования – «наногильзы».

В ходе производства наногильз ученые покрывают шарики кварца кремнием, а потом при помощи фтористоводородной (плавиковой) кислоты из середины полученных сфер вытравливают кварц. На выходе получаются прозрачные полые наногильзы.

Солнечные лучи, попадая в одну из них, не проходят насквозь, а захватываются и делают несколько полных оборотов внутри наногильзы. И это хорошо, потому что, чем дольше свет находится в контакте с нанокристаллическим кремнием, тем большее количество энергии поглощает материал.

При сравнении с плоским слоем кремния новый слой из наногильз продемонстрировал значительно большее поглощение солнечного света в более широком диапазоне светового спектра. В ходе использования тройного слоя наногильз отличия в интенсивности поглощения света в определенных диапазонах солнечного спектра составляли около 75%.

Поэтому усовершенствование в образе наногильз не просто увеличивает эффективность солнечных панелей в сравнении с пленкой, состоящей из нанокристаллического кремния, но и существенно облегчает их производство. Исследователь Ян Яо, являющийся одним из членов команды, объясняет, что «нанесение плоской пленки, состоящей из твердого нанокристаллического кремния микронной толщины, занимает несколько часов, а размещение наногильз, которые необходимы для поглощения этого же количества солнечного света, требует нескольких минут». На создание наногильз (в сравнении с пленкой) требуется одна двадцатая материала, и, значит, на то же значение снижается цена и вес светопоглощающего слоя. Это может быть решающим фактором при использовании аналогичной технологии для других материалов, более редких, например, индия или теллура.

Кроме того, эффективность работы наногильз меньше зависит от угла падения лучей солнца на поверхность материала, поэтому их можно применять в местностях, где не всегда можно достигать оптимального значения в данном вопросе. И, наконец, их слой тонкий, чтобы выдерживать спокойно сгибание и перекручивание, поэтому у нового материала есть шансы оказаться когда-то вшитым в паруса или одежду.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Много комментариев (3) to “Наногильзы: эффективное поглощение солнечного света”

  1. boby /

    Я не стану спрашивать, почему нанотехнологии, по которым мы должны быть впереди планеты всей, столь успешно разрабатываются лишь в Америке. Я спрошу по другому, почему в России солнечным светом не занимаются вовсе? Возобновляемые источники энергии наши конкуренты, а нано технологии? Вот же, отличное применение новейших технологий. Наверное, я слишком многого хочу. В отличии от обязанных это делать.

  2. Баранов Денис /

    Здорово, может быть, в России есть солнечные панели, в южных регионах или даже в северных? Всегда приятно услышать об альтернативных источниках электроэнергии, а не только о нефти и газе.

  3. Воронов Павел /

    Дак если изобрели эти самые наногильзы, надо переходить на них, чтобы как можно качественнее захватывать солнечный свет. Его хоть и много но все равно солнечный свет надо стараться использовать по максимуму

Оставить комментарий