Солнечные панели в стиле LEGO

Солнечные панели с алюминиевыми «шипами» позволяют извлекать больше энергии из солнечного света, чем обычные, плоские батареи.

Большинство солнечных батарей, которые используются в жилых домах и промышленных зданиях, производят с использованием толстого слоя материала, способного поглощать солнечный свет. Более современные виды солнечных батарей хоть и дешевле, но не обладают достаточной эффективностью для выработки нужного количества энергии.

Однако новое исследование показало, что эти недостатки солнечных батарей могут быть устранены, а эффективность солнечных панелей можно увеличить на 22%. Для этого необходимо оснастить всю панель алюминиевыми «шипами», которые являются своего рода ловушкой для солнечного света. На микроскопическом уровне «шипы» делают солнечные батареи похожими на блоки конструктора LEGO.

Солнечные панели с алюминиевыми шипами в перспективе могут быть использованы для питания мобильных устройств, например, ноутбуков

Ученые из Имперского колледжа Лондона, а также исследователи из Бельгии, Китая и Японии провели ряд исследований, подтверждающих эффективность нового типа солнечной батареи. По словам исследователей, в последнее время солнечные батареи стали более дешевыми и более эффективными, однако все равно их применение пока обходится дороже ископаемых источников энергии. Но новая технология с революционным покрытием панели позволит сделать батареи тонкими, эффективными и относительно недорогими.

Ученые прикрепили ряды алюминиевых шипов величиной в 100 нанометров в верхней части панели, где они могут взаимодействовать с попавшим светом, в результате чего отдельные световые лучи изменяют курс. Большее количество энергии удается извлечь за счет того, что солнечные лучи эффективнее поглощаются панелью нового типа и проходят большее расстояние через поглощающий слой.

В прошлом ученые пытались добиться эффекта искривления лучей с использованием серебряных и золотых шипов, однако эти драгоценные металлы в действительности снижают эффективность панелей, потому что поглощают часть света. В свою очередь алюминий не поглощает, а рассеивает свет, повышая КПД солнечных ячеек. Дополнительным преимуществом этого решения является то, что алюминий дешевле и распространеннее, чем серебро и золото.

Новая технология позволит в будущем создавать гибкие солнечные панели, которые могут быть применены на плоских или изогнутых поверхностях и питать разные приборы – от бытовой техники до портативной электроники.