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

<< Предыдущая новость: Микропроцессорные протезы конечностей 29.10.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Создан материал, излучающий узкий спектр света при нагревании 30.03.2020

Физики Политехнического института Ренсселера синтезировали трехмерный вольфрамовый фотонный кристалл - материал, который может управлять свойствами фотона, - с шестью смещенными слоями. Его кристаллическая структура похожа на алмазную, а сам материал также имеет оптический резонатор, который дополнительно сужает спектр излучения. Сам фотонный кристалл сжимает испускаемый спектр света до диапазона около одного микрометра. Резонатор же позволяет сузить это значение до 0,07 микрометра. Тестируя ...>>

Космический уборщик 30.03.2020

Пocтoяннo paзвивaющaяcя кocмичecкaя индуcтpия пoзвoлилa нaм нe тoлькo выбpaтьcя зa пpeдeлы Зeмли и cтpoить плaны нa кoлoнизaцию дpугиx плaнeт, нo тaкжe cильнo нaмуcopить нa opбитe вoкpуг poднoй плaнeты. Пpoблeмa ужe cтaнoвитcя кaтacтpoфичecкoй и нуждaeтcя в peшeнии. Пoэтoму Eвpoпeйcкoe кocмичecкoe aгeнтcтвo плaниpуeт coздaть кocмичecкoгo убopщикa Clearspace-1. Ecли лeтoм пoлучитcя пoдпиcaть кoнтpaкт нa paзpaбoтку, тo ужe в 2025 гoду oн cмoжeт cтapтoвaть и пpиcтупить к cвoим oбязaннocтям. K ...>>

Умная колонка Redmi XiaoAI Touch Screen Speaker 29.03.2020

Компания Redmi представила умную колонку Redmi XiaoAI Touch Screen Speaker. Особенностью устройства является большой 8-дюймовый дисплей разрешением HD - с его помощью не только осуществляется управление, но также видеотелефония: в корпус колонки встроена web-камера. К слову, на нее же завязана работа детского режима: как только камера определяет перед собой ребенка, колонка переключается в особый режим работы с отображением только детского контента. В устройство встроен фирменный голосовой ...>>

Магнитные нано-пробы для исследования клеток 29.03.2020

Скорее всего, уже в ближайшем будущем в практической медицине будут активно использоваться так называемые нано-боты - специальные наноскопические микро-роботы, при помощи которых можно доставлять лекарственные соединения, минуя все барьеры, ведь подобные вещи разрабатываются и тестируются уже сейчас. Однако применение стандартной процедуры помещения нано-ботов в живую клетку достаточно сложен, прежде всего с энергетической точки зрения. Поэтому команда ученых из Университета Торонто представила ...>>

Суперконденсатор, растягивающийся в восемь раз 28.03.2020

Сотрудники Университета штата Мичиган и Университета Дьюка изобрели особенный конденсатор. Устройство уникально тем, что после неоднократного растяжения сохраняет функциональность. Изобретение американских ученых отличается от стандартной батареи по нескольким критериям. Так, устройство имеет свойство запасать энергию благодаря разделению зарядов и не может создавать собственного электричество. Суперконденсатор необходимо заряжать иным внешним устройством. Кроме того, эластичный суперконде ...>>

Случайная новость из Архива

Расшифрованный помидор 14.01.2013

Группа генетиков из 14 стран (всего в проекте приняли участие 300 ученых) смогла прочитать геном томата самого распространенного сорта, идущего на кетчуп.

У помидора 35 тысяч генов, примерно как у человека. Культурный томат отличается от дикого прародителя всего шестью десятыми процента своих генов. А от картофеля, входящего в то же семейство пасленовых, восемью процентами генов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов