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:

Космическая миссия по спасению планеты 03.12.2019

Одобрена космическая миссия под названием Hera. Она утверждена министрами Европейского космического агентства (ESA), и является важной для всего человечества. Ее целью является проверка того, могут ли современные ракеты потенциально отклонить гигантский астероид для того, чтобы избежать его столкновения с Землей. На реализацию проекта выделено 320 миллионов долларов. В рамках проекта Hera, ESA совместно с NASA отправят несколько космических кораблей в систему под названием Дидимос, где находи ...>>

Пожары в амазонских лесах ускорили таяние ледников в Андах 03.12.2019

Наблюдения за состоянием льдов в Андах показали, что массовые пожары в джунглях Амазонки за последние десять лет ускорили их таяние на 5%. Сила их действия в ближайшие годы вырастет более чем в два раза из-за того, что масштабы возгораний увеличиваются, а концентрация пыли в атмосфере растет. "Прогнозы Межправительственной группы экспертов по изменению климата при ООН (IPCC) указывают на то, что Амазония станет значительно суше в ближайшие десятилетия и столетия. Поэтому пожары на юго-западе ...>>

Свинец прочнее, чем сталь 02.12.2019

В нормальных условиях свинец относительно мягкий, легко царапается ногтем. Но при сжатии при экстремальных давлениях он становится твердым и прочным - даже сильнее, чем сталь. Чтобы изучить, как сила свинца изменилась под давлением, исследователи быстро сжали образец свинца, взорвав его лазерами в Национальном центре зажигания в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии. Давление в образце достигло около 400 гигапаскалей - аналогично давлению в ядре Земли. Прочность м ...>>

Роботы LG CLOi поддержат маленьких пациентов 19.11.2019

Компания LG отправила 25 роботов CLOi в детскую больницу при Сеульской национальной университетской больнице (SNUH) для тестирования возможности их использования с целью улучшения медицинского обслуживания. Роботы будут размещены в различных отделениях больницы, включая отделения интенсивной терапии и операционные, с целью обеспечения эмоциональной поддержки детям, которые могут испытывать страх из-за нахождения в больничных условиях. Тестирование продлится три месяца. Помимо ухода за деть ...>>

В Польше обнаружен аналог Стоунхенджа 19.11.2019

В Польше было обнаружено древнее сооружения типа Стоунхенджа возрастом более 6800 лет. Археологи утверждают, что люди эпохи неолита использовали этот ритуальный объект в течение 200-250 лет, причем каждые несколько десятков лет у него появлялись новые функции. Диаметр сооружения составляет около 110 метров - в три раза больше, чем диаметр внутреннего круга валунов из песчаника в Стоунхендже. Этот объект археологи обнаружили еще в 2017 году, но только сейчас им удалось выяснить возраст сооруже ...>>

Случайная новость из Архива

Экситонный лазер на бактериях 28.08.2016

Физики из Великобритании и Германии разработали лазер, который работает с использованием зеленого флуоресцентного белка, полученного из модифицированной кишечной палочки (Escherichia coli).

В отличие от большинства лазеров, использующих индуцированное излучение, которое возникает при переходе электрона с высокого энергетического уровня на более низкий, предложенное учеными устройство относится к классу экситонно-поляритонных.

В его микрорезонаторах, заполненных белком генномодифицированных бактерий, происходит образование экситонов - квазичастиц из электронов и дырок, которые, спариваясь с фотонами, превращаются в другие квазичастицы - поляритоны. Последние могут находится в широком диапазоне энергетических состояний, а зеленый флуоресцентный белок предотвращает аннигиляцию экситонов до их превращения в поляритоны.

Устройство работает при комнатной температуре и не требует использования дорогостоящих материалов, в частности - дорогих неорганических или органических материалов. Созданный учеными лазер может найти применение в оптической связи и прецизионных измерениях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов