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:

Умное мыло заменит стиральную машинку 15.10.2018

Разработчики новинки утверждают, что созданное ими устройство многоразового использования способно заменить стиральную машинку. Фактически, разработка, которую журналисты назвали "умным мылом", может превратить в стиральную машину любой умывальник, в котором вы решите быстро и качественно постирать свою одежду. Принцип работы устройства под названием "Dolfi", параметры которого сопоставимы с размерами куска туалетного мыла, основан на применении ультразвуковых волн для очищения одежды от каки ...>>

Ветряки могут вызвать локальное потепление 15.10.2018

Группа ученых из Гарвардского университета попыталась оценить вероятные последствия распространения ветряной энергетики в ее доступных на данный момент проявлениях - ветропарках. Так называются ветряные электростанции, включающие изрядное количество - десятки и сотни - ветряков. Ученые попробовали математически смоделировать ситуацию, при которой вся потребляемая Соединенными Штатами электроэнергия производится ветряками. Для этого, при удачном расположении установок, их количество должно быт ...>>

LG запатентовала смартфон с тройной селфи-камерой 14.10.2018

Управление США по патентам и торговым маркам (USPTO) выдало компании LG патент на смартфон с необычной конфигурацией фронтальной и тыльной камер. Документ носит обобщенное название "Мобильный телефон" (Mobile phone). Патент относится к классу дизайнерских, поэтому в нем содержится лишь описание внешнего вида аппарата. Технические детали, к сожалению, не приводятся. Судя по обнародованным изображениям, смартфон получит тройную фронтальную камеру. Причем ее оптические модули будут располагат ...>>

Биологи вырастили муху с генами времен динозавров 14.10.2018

Ученые при помощи генной инженерии получили линию плодовых мушек, в геноме которых нет возникших около 140 миллионов лет назад мутаций. Эти модификации существенно повлияли на развитие тела животных, и, отменив их, авторы смогли понять, какие древние мутации вызвали важные эволюционные изменения в эмбриональном развитии организмов. Ученые давно пытались понять, как мутации в генах меняют эмбриональное развитие организмов, благодаря чему формы жизни на Земле стали так разнообразны. Однако точн ...>>

Церера наклонилась на 36 градусов 13.10.2018

Крупнейший объект пояса астероидов и одна из карликовых планет Солнечной системы оказалась не так проста, как можно было бы подумать. Ее ось вращения когда-то была наклонена иначе. По словам доктора П. Трикарико из американского Planetary Science Institute, ось вращения Цереры когда-то (по геологическим меркам, недавно) была расположена иначе, а затем какое-то событие заметно сместило ее. Прошлое Цереры исследовалось тремя способами. Еще в 2013 году Трикарико исследовал гравитационное поле ...>>

Случайная новость из Архива

Дирижер фальшь заметит 07.02.2002

Каким образом дирижер большого симфонического оркестра из доброй сотни музыкантов умудряется расслышать среди грохота барабанов и литавр, какая из десяти скрипок чуть сфальшивила? Оказывается, мозг дирижера специально адаптирован к этой сложной задаче.

Профессиональный дирижер способен пространственно локализовать звук в своем окружении лучше, чем любой пианист или не музыкант. Немецкие исследователи из Магдебурга и Ганновера предложили семи дирижерам классической музыки, семи пианистам и семи обычным гражданам специальный акустический тест. Они расположили три динамика впереди испытуемых и три - вокруг. В случайном порядке динамики проигрывали ряд стандартных тонов, но иногда к звукам ученые подмешивали шум, смещающий частоту.

Слушателей просили нажимать кнопку, если фальшивая нота пришла от одного из динамиков. Измерения активности мозга и количества ошибок показали, что все три группы одинаково хорошо различали фальшь из центрального громкоговорителя, но только дирижеры могли точно засечь фальшь из боковых динамиков. У всех трех групп испытуемых была активна одна и та же область мозга, не удалось найти и различий в строении и чувствительности органов слуха профессионалов и обычных людей.

Дирижер вынужден постоянно уделять внимание всему оркестру, расположенному перед ним полукругом. Такая ежедневная тренировка вырабатывает удивительную способность к локализации звука.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники