Открыт новый путь к созданию дешёвых солнечных батарей

Батарея на базе диоксида титана (жёлтые сферы) неэффективна, поскольку электронам трудно попасть на электрод (зелёная пластина). Добавив в россыпь титановых наночастиц углеродные нанотрубки (здесь не показаны), учёные резко подняли КПД преобразования света в такой системе (иллюстрация Prashant Kamat).

Профессор Прашант Камат (Prashant Kamat) и его коллеги из американского университета Нотр-Дама (University of Notre Dame) создали экспериментальную солнечную батарею, используя сравнительно дешёвые и распространённые материалы.

Наночастицы диоксида титана хорошо поглощают ультрафиолет, генерируя при этом электроны. Однако сделать из таких частиц эффективную солнечную батарею не так-то просто, поскольку очень немногие выбитые светом электроны преодолевают полосу препятствий в виде множества тех же самых наночастиц и достигают электрода.

Учёные из Нотр-Дама сумели резко повысить КПД такой системы, добавив в неё мириады углеродных нанотрубок, которые выполняют здесь роль разветвлённого сборщика электронов, пронизывающего всю толщу покрытия из наночастиц диоксида титана.

Таким образом ультрафиолетовая батарея нового типа представляет собой электрод, на котором был выращен густой ковёр из нанотрубок, уже поверх которого была высажена армия наночастиц диоксида титана.

Данную батарею, реагирующую лишь на ультрафиолет, авторы исследования считают промежуточным этапом. Они продемонстрировали разные пути модификации данного фотоэлектрического преобразователя, позволяющие расширить диапазон его работы на видимый свет. В частности, Камат сотоварищи добавили к наночастицам диоксида титана так называемые квантовые точки — нанокристаллы из полупроводников.

И хотя опытным образцам, испытанным в университете, далеко до массового производства, американские исследователи полагают, что солнечные батареи на основе наночастиц диоксида титана — это перспективное направление в области солнечной энергетики, так как подобные батареи дешевле кремниевых.

Добавим, что способность диоксида титана поглощать ультрафиолет, выбрасывая электроны, лежит в основе таких интересных вещей, как лампочка против запахов, самоочищающаяся одежда, самомоющиеся окна и самоочищающийся бетон.

Что касается перспективных (читай дешёвых и эффективных) солнечных батарей, то здесь необходимо вспомнить исследования компании Nanosolar, а кроме того, опытные солнечные батареи из черники и шпината, серийные голографические солнечные батареи и эксперименты с батареями, использующими эффекты нелинейной оптики.



Солнечное судно впервые в мире пересекло Атлантику

6 февраля 2007

Солнцемобиль поставил мировой рекорд

16 января 2007

Придуманы черничные солнечные батареи

18 декабря 2006

Вода в нанотрубках похожа на ДНК

13 декабря 2006

Начался первый трансатлантический переход на энергии Солнца

7 декабря 2006