Создан рекордный поглотитель солнечной энергии

Ученые из Стэнфордского университета создали самый тонкий и самый эффективный поглотитель видимого света. Особые наноразмерные структуры, в тысячи раз тоньше листа обычной бумаги, возможно позволят...

Ученые из Стэнфордского университета создали самый тонкий и самый эффективный поглотитель видимого света. Особые наноразмерные структуры, в тысячи раз тоньше листа обычной бумаги, возможно позволят создать новые высокоэффективные солнечные панели.

Достижение полного поглощения видимого света при применении минимального количества материала-поглотителя необходимо во многих областях, в том числе и производстве электроэнергии из солнечного света. Новый материал уникален тем, что при минимальной толщине может поглощать почти 100% света определенной длины волны. Перспективность новой технологии очень велика, ведь сверхтонкие солнечные панели требуют меньше сырья, а значит стоят дешевле и могут размещаться на большем количестве поверхностей.

Идеальная солнечная панель должна поглощать весь спектр видимого света, от фиолетовых волн длиной 400 нанометров, до красных волн длиной 700 нанометров, а также невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Ученые из Стенфорда смогли создать на основе золотых наноточек материал, который можно настраивать на поглощение максимального количества света. Так, в ходе экспериментов новый материал поглощал рекордные 99% красновато-оранжевого света с длиной волны около 600 нанометров. При этом сами наноточки абсорбировали 93% света. Предыдущий «рекордсмен» для достижения аналогичных результатов требовал в три раза более толстый поглощающий слой.

Новый материал обладает рекордным поглощением света при минимальной толщине, что открывает путь к созданию суперэффективных солнечных панелей

Новый материал создан на основе триллионов круглых наночастиц золота размером 14-17 нанометров, размещенных с плотностью 520 млрд. наноточек на 6,4 кв. см. Эти частицы размещаются на металлической ультратонкой пленке из сульфида олова, оксид цинка или оксида алюминия. Ученые полагают, что если применить подложку из полупроводника, то можно будет собрать солнечную панель или установку для синтеза топлива. Сами наноточки можно настраивать, меняя длину поглощаемой волны, теоретически, комбинация разных наноточек на подложке позволит создавать солнечные панели с рекордным поглощением света, но в 1000 раз более тонкие, чем современные тонкопленочные солнечные панели.

В настоящее время ученые работают над поиском замены для дорогостоящего золота, которое используется в лабораторных образцах нового материала. Золото стабильно и из него просто изготовить наночастицы, но для промышленного применения желательно использовать другой материал. Исследователи уверены, что в качестве альтернативы можно выбрать серебро: материал более дешевый, чем золото, и к тому же обладающий лучшими оптическими свойствами. Не исключено, что наноточки можно изготовить и из недрагоценных металлов.