Термостойкая солнечная панель с высоким КПД 28.10.2013

Ученые из Стэнфордского университета, Университета Иллинойса-Урбана Шампейн и Университета штата Северная Каролина создали термостойкий термоэмиттер, способный существенно повысить эффективность солнечных панелей - теоретически до 80%. Новый компонент солнечной ячейки предназначен для преобразования солнечного тепла в инфракрасное излучение, которое поглощается солнечной ячейкой и повышает ее мощность.

Обычный солнечный элемент имеет в основе полупроводниковый кремний, который поглощает энергию солнечного света и преобразует ее в электрическую. Но кремниевые полупроводники перерабатывают только инфракрасный свет, а другие волны, в том числе большая часть видимого спектра, тратятся впустую: рассеиваются в виде тепла. Поэтому в теории обычные кремниевые панели могут достигать эффективности около 34%, но на практике не достигают и этого, поскольку просто отражают и рассеивают энергию солнечного света.

Новая термофотоэлектрическая панель решает эту проблему. Вместо передачи солнечного света непосредственно на солнечный элемент, термофотоэлектрическая ячейка имеет промежуточный компонент, который состоит из двух частей: абсорбер (нагревается при воздействии солнечного света) и эмиттер (преобразует тепло в ИК-излучение). Проще говоря, новая ячейка "перекодирует" солнечный свет в излучение с более короткими длинами волн, которые идеально подходят для поглощения солнечной ячейкой. Это позволяет повысить теоретическую эффективность ячейки до 80%.

К сожалению, до сих пор прототипу термофотоэлектрической солнечной панели было далеко до такой эффективности: в лаборатории она демонстрирует эффективность около 8%. Низкая производительность в значительной степени связана с недостаточной термостойкостью преобразователя тепла. Эмиттер представляет собой сложную, трехмерную вольфрамовую наноструктуру, которая должна работать при температуре выше 1000 градусов по Цельсию. Однако, в предыдущих экспериментах при данной температуре эмиттер разрушался.

Для решения этой проблемы ученые покрыли эмиттер нанослоем вольфрама и керамическим материалом - диоксидом гафния. В отличие от предыдущих прототипов, которые полностью разрушались при температуре ниже 1200 градусов по Цельсию, новый термоэмиттер по меньшей мере 1 час остается стабильным при температуре до 1400 градусов по Цельсию.

Новый термоэмиттер идеально подходит для создания высокоэффективных солнечных панелей, способных перерабатывать в электроэнергию значительную часть поглощенного солнечного света. При этом гафний и вольфрам можно производить в количествах, достаточных для массового выпуска новых солнечных панелей, с эффективностью в минимум 2 раза большей, чем у современных коммерческих солнечных панелей.

Следующая новость: Микропроцессорные протезы конечностей 29.10.2013

Предыдущая новость: Сеть Li-Fi протестирована на скорости 150 Мбит/с 28.10.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Графен может помочь в борьбе с раком 27.05.2018

Лабораторное открытие может стать первым шагом к существенному прогрессу в борьбе с раком. Ключевым элементом при этом выступит графен, многократно проявивший свои удивительные свойства в разных областях. Ученые из Калифорнийского университета знали, что графен способен преобразовывать свет в электричество (при этом он в тысячу раз превосходит по светочувствительности материалы, используемые в современных камерах) и решили проверить, способно ли это электричество стимулировать клетки человека ...>>

Архив Википедии спрячут на поверхности Луны 27.05.2018

Arch Foundation - некоммерческая организация, которая собирается отправить на Луну онлайн-энциклопедию Wikipedia. Для этого все статьи на английском языке, которые только есть на ресурсе, отпечатают на крошечных пластинах из никеля, устойчивого к космическим лучам. Затеяно это все в расчете на то, что, когда исчезнет наша цивилизация, информация о ней останется хотя бы на лунной поверхности. Размер металлических пластинок составит 17 х 17 миллиметров. Толщина - 20 микрон, меньше, чем у волоса ...>>

Выявлены клетки, вызывающие шизофрению 26.05.2018

Шизофрения является очень тяжелым, разрушительным и широко распространенным расстройством. Генетические исследования связывали с шизофренией сотни генов, каждый из которых вносит небольшой вклад в риск развития заболевания - из-за такого огромного количество проведение экспериментов было затруднено. Ученым необходимо было понять, что связывает эти гены между собой и как именно они влияют на мозг - диффузно на весь или на отдельные части. Была выдвинута гипотеза, что в основе шизофрении лежит ...>>

Чем меньше плотность населения, тем счастливее люди 26.05.2018

На ощущение счастья у людей влияет плотность населения в городе или деревне - чем она выше, тем само население несчастнее, выяснили канадские исследователи из Ванкуверской школы экономики. Результаты исследования были опубликованы на сайте Национального бюро экономических исследований США. Исследователи опросили более 400 тыс. человек, получив данные о людях из всех регионов страны. Как оказалось, чем выше была плотность населения на той или иной территории, тем несчастнее были ее жители. В ц ...>>

Велосипедный счетчик энергии 25.05.2018

С помощью тензометрического датчика он измеряет усилия, прилагаемые велосипедистом. Встроенный контроллер рассчитывает на основе этих показаний энергию. На сайте KickStarter завершается сбор средств на выпуск счетчика энергии для велосипедистов. Миниатюрное и легкое устройство устанавливается между шатуном и педалью. С помощью тензометрического датчика оно измеряет усилия, прилагаемые велосипедистом. Встроенный контроллер рассчитывает на основе этих показаний энергию. По словам авторов про ...>>

Случайная новость из Архива

Уведомление о приближении машины скорой помощи 20.01.2017

Сирены машин скорой помощи, а также аварийно-спасательных машин созданы достаточно громкими, чтобы даже далеко находящиеся водители могли их услышать и вовремя уступить дорогу. Однако у некоторых водителей есть привычка включать музыку на полную громкость, и они наслаждаются ее раскатами, находясь в блаженном неведении, что препятствуют движению машины скорой помощи.

В ситуации, когда от своевременного прибытия медиков зависит жизнь человека и каждая секунда дорога, такое поведение может привести к беде.

Студенты Королевского технологического института в Стокгольме разработали технологию, которой будут оснащены машины скорой помощи в Швеции. С ее помощью можно остановить воспроизведение музыки в движущихся поблизости автомобилях и оповестить голосом (через FM-тюнер с Radio Data System (RDS)) о приближении "скорой", чтобы водители могли вовремя "прижаться" обочине, уступая ей дорогу. Кроме того, на дисплее приборной доски в автомобиле высвечивается текстовое предупреждение о приближении "скорой".

"Часто водители имеют всего несколько секунд, чтобы среагировать и уступить дорогу спецмашине, - говорит Микаэль Эрнеберг, один из создателей системы, получившей название EVAM System. - Оптимальное время для предупреждения составляет от 10 до 15 секунд".

Проект студентов будет тестироваться на спецмашинах в Швеции в первом квартале 2017 года.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники