17.12.2017
Исследователи из Университета Уорвик изобрели для получения солнечной энергии солнечные элементы нового типа, с двойным остеклением. Они отличаются от всех ныне существующих солнечных батарей и открывают новые возможности для разработки более совершенных и эффективных фотоэлектрических элементов.
Уникальный подход, разработанный доктором Гэвином Беллом и доктором Йорком Рамаширом с факультета физики Университета Уорвика, предполагает использование газа, а не вакуума, для транспортировки электрической энергии.
Устройство представляет собой тонкое стекло с двойным остеклением. Внешняя его панель прозрачна и проводит электричество. Внутренняя панель покрыта специальным материалом, который под действием солнечного света воздействует на источник электронов. Этот эффект называется «фотокатод».
Две солнечные панели разделены безопасным инертным газом, таким, как аргон - точно так же, как и в высокоэффективных окнах с двойным остеклением.
Когда солнечный свет попадает на устройство, электроны выбиваются из фотокатода и отскакиваю сквозь газ во внешнее стекло, не будучи поглощенными или потерянными. Затем электроны собираются вместе, и электрическая энергия направляется в сеть. Это может быть сделано через заполненную газом внешнюю панель, а не через вакуум.
Такое устройство полностью отличается от того, как электроны действуют в ныне существующих солнечных батареях. Новое изобретение открывает широкие возможности для усовершенствования методов производства солнечной энергии. В классических фотоэлектрических элементах такие возможности уже трудно найти.
Доктор Белл и доктор Рамашир повторно исследовали идеи о фотоэлектрическом эффекте, которые были поданы еще Николой Теслой и Альбертом Эйнштейном, в начале двадцатого века. Ученые подумали, что, возможно, эти идеи можно использовать для современной генерации солнечной энергии, и это приведет к усовершенствованию данного процесса.
Доктор Гэвин Белл из Университета Уорвика так прокомментировал свою работу: «Поиск новых возможностей в идеях, относящихся к началу XX века – очень увлекательный процесс. Как физик-материалист, я стремлюсь найти идеи, которые будут работать в среде, отличной от стандартных фотокатодов».
Для светочувствительного слоя панелей необходимо найти оптимальный материал. Исследователи предложили для этого целый ряд материалов-кандидатов, в том числе тонких пленок алмаза, которые отличаются надежностью и долговечностью.
Прозрачность фотокатода может меняться, это дает возможности к использованию этого материала для тонированных окон, генерирующих солнечную энергию.
Исследователи доктор Белл и доктор Рамашир хотели бы, чтобы научное сообщество уже сейчас подумало о потенциальных материалах для их разработки. «Мы считаем, что проблема материалов здесь действительно важна, поэтому хотели бы поощрить специалистов, предлагающих новые идеи в этом направлении. Наше устройство радикально отличается от стандартных фотогальванических элементов. Оно может быть адаптировано для других «зеленых» технологий, поэтому мы надеемся, что наша работа будет способствовать новым достижениям», - сказал доктор Белл.