Поставлен новый рекорд эффективности солнечных батарей
Экспериментальный фотоэлемент площадью всего в 5,2 квадратных миллиметра выдал ток в 192,1 миллиампера при напряжении до трех с половиной вольт. Измеренное немецкими специалистами значение КПД характеризует работу фотоэлемента при освещении концентрированным солнечным светом: их разработка (как, впрочем и все аналогичные устройства) обладает максимальной эффективностью при помещении в фокус вогнутого зеркала. Собрав в 297 раз больше света, чем падает на поверхность в обычных условиях и применив четырехуровневую схему фотоэлемента, КПД солнечных батарей удалось вывести на ранее недоступный уровень (плюс 0,3 процента к рекорду июня 2013 года и больше процента к показателю немецкой группы в мае, 43,6 процента).
Четырехуровневая схема означает сочетание в одном устройстве четырех полупроводниковых элементов, каждый из которых оптимизирован для поглощения квантов света с определенной энергией. Так как солнечный свет имеет достаточно широкий спектр, то применение всего одного полупроводникового перехода малоэффективно: фотоны с большей или меньшей энергией окажутся бесполезны. Наращивание числа полупроводниковых слоев, впрочем, тоже имеет свои недостатки, самым очевидным из которых является возрастание технологической сложности и стоимости устройства. В новой разработке немецких специалистов применены два перехода с максимумом эффективности в оптическом диапазоне и два рассчитанных на ближнее инфракрасное излучение.
Теоретически КПД солнечных батарей лимитирован как ограниченной чувствительностью полупроводниковых элементов к энергии квантов света, так и рядом других факторов. Идеальная батарея должна быть совершенно черной, не греться и иметь равное нулю электрическое сопротивление. Проведенные еще в 1980-х годах термодинамические расчеты показали, что одноэлементные солнечные батареи в принципе не могут иметь КПД выше 37 процентов, а сомнительная с точки зрения практической реализации 36-уровневая схема не сможет выбраться за отметку в 76 процентов. Кроме того, системы фокусировки света тоже неидеальны и одна лишь фокусирующая линза снижает теоретически возможный КПД со ста процентов до 89. В качестве альтернативы солнечным батареям можно использовать либо нагрев теплоносителя, который затем будет вращать турбину (такая схема, впрочем, тоже далека от стопроцентной эффективности), либо массив наноантенн. Наноантенны работают с инфракрасными и световыми волнами так же, как обычные антенны с радиоволной, то есть переводят колебания электромагнитного поля напрямую в электрический ток.
Создан эластичный прозрачный светодиодный дисплей
Новости мираВ ЕС зафиксировали рекордный обвал авторынка
ЭкономикаШвейцарские ученный разработали эффективный двигатель
Новости мираК 2020 году доля ВИЭ в энергобалансе вырастет до 10%
ЭкономикаВ Петербурге подорожало строящееся и сданное жилье
ЭкономикаВ США разрыв между богатыми и бедными достиг рекордного значения
ЭкономикаУ лабораторных мышей обнаружили "нестандартное" поведение
Новости мираВ Испании введен налог на солнце
Экономика"Платная" медицина и устройство "по блату" стали в РФ нормой
ОбществоУченые создали умное окно
Новости мираБанк России понизил прогноз роста ВВП до двух процентов
ЭкономикаРоссияне высоко оценивают деятельность Путина
ОбществоКитай вновь начал наращивать экспорт
ЭкономикаУченые разработали самоохлаждающиеся окна
Новости мираИзраильтяне и цены на жилье
ЭкономикаВодородное топливо может подешеветь
Новости мираВ России установлен рекорд по производству цемента
ЭкономикаБольше половины экспорта и импорта России пришлось на Евросоюз
ЭкономикаУченый: майя говорили о начале новой эпохи
Новости мираБедность в США бьет рекорды
Новости мира