Hi-Tech

Схема эксперимента. Иллюстрация авторов исследования

Ученые установили, что углеродные нанотрубки могут значительно увеличить эффективность солнечных батарей. Статья исследователей появилась в журнале Science, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW.

Известно, что при попадании фотона в молекулу некоторого материала в нем возникают электроны. При этом они появляются в виде экситонов - квазичастиц, которые состоят из положительно заряженной дырки и отрицательно заряженного электрона. При этом в существующих солнечных батареях на один фотон приходится обычно один экситон, а остальная энергия уходит в тепло.

Достаточно давно ученые предполагали, что ситуация может выглядеть совершенно иначе в случае, когда речь идет об объектов нанометрового размера. В рамках новой работы исследователи тестировали эту гипотезу. Для этого они "растянули" углеродные нанотрубки между двумя электродами. Эта батарея облучалась лазерными импульсами. В результате исследователям удалось добиться того, что на каждый фотон в материале возникало как минимум два экситона.

По словам исследователей, новая технология пока далека от массового применения. Созданная ими установка служит скорее для практического доказательства существования эффекта возникновения нескольких квазичастиц от одного фотона. В будущем, однако, ученые надеются, что использование подобной технологии позволит увеличить эффективность солнечных батарей, которая для промышленных моделей сейчас составляет около 20 процентов (то есть 20 процента солнечной энергии превращается в электрическую).

Недавно ученым удалось добиться рекордной эффективности солнечных батарей - 43 процента. Предыдущей рекорд составлял 42,8 процента и был установлен в 2007 году. При этом исследователи отмечают, что значение было получено в лабораторных условиях. Например, свет перед попаданием на батареи фокусировался специальными линзами.