Солнечные панели, улавливающие и свет, и тепло: удвоим ресурс
Новый солнечный элемент преобразует не только свет, но и тепло в полезную энергию, что позволит удвоить количество электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями.
Солнце обеспечивает нашу планету светом и теплом. Человек уже давно научился использовать его свет для получения электричества при помощи солнечных батарей, но как же быть с теплом? Нельзя ли каким-то способом преобразовать солнечное тепло в полезную энергию?
Ещё с 1961 года считалось, что есть абсолютный теоретический предел, известный как предел Шокли-Квайссера, который ограничивает эффективность преобразования солнечной энергии элементами традиционной конструкции. Для одноcлойных солнечных ячеек из кремния, которые сегодня используются в подавляющем большинстве панелей, максимальный КПД составляет порядка 32%. Сегодня науке известны способы, которые позволили бы обойти этот предел и повысить общую эффективность преобразования. В их числе хорошо изученный метод создания многослойных элементов, использование оптических фильтров, а также способ предварительного преобразования солнечного света в тепло, и лишь потом — в электроэнергию.
Учёные из Массачусетского технологического института пошли по второму пути. В статье, опубликованной в журнале Nature Energy, исследователи описывают постройку полностью работоспособного солнечного термофотогенератора (STPV). В солнечном элементе STPV присутствует дополнительный слой, поглощающий тепло и свет из солнечного света и отражающий их обратно в форме света, который затем улавливается солнечным элементом и преобразуется в электроэнергию.