Геометрия способствует разработке более эффективных солнечных батарей

Солнечная энергия, по сути, безгранична, но использование ее для выработки электроэнергии с помощью современных солнечных батарей слишком нерентабельно.

Стоимость такой энергии сегодня в 10 раз выше, чем энергии, полученной за счет сжигания угля.

Органические солнечные батареи — полимерные солнечные батареи с использованием органики для поглощения света и преобразования его в электричество. Они могли бы помочь решить проблему рентабельности, однако и у них есть изъян, поскольку полимеры обладают далеко не оптимальными электрическими свойствами.

Ученые из Северо-западного университета разработали новый проект органических солнечных батарей, который способен сделать процесс добычи электроэнергии из энергии солнца более эффективным. Вместо изменения толщины полимерного слоя в солнечной батарее ученые решили изменить модель рассеивающего слоя, чтобы максимально увеличить время, в течение которого свет остается внутри батареи.

Используя математический алгоритм, исследователи точно определили необходимую геометрическую модель, оптимальную для захвата и удержания света в солнечной батарее.

Получившийся проект продемонстрировал тройное увеличение по пределу Яблоновича — термодинамическому пределу, разработанному в 1980-х годах, который статистически описывает, как долго фотон может оставаться в полупроводнике.

Статья с описанием результатов исследования опубликована в издании Nature.

28.01.2013