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:

Умная ткань и согреет, и охладит 16.02.2019

Концепт умной одежды, умеющей автоматически охлаждать или обогревать своего носителя, все еще продолжает находиться в разработке и непрестанно тестируется многими разработчиками во многих форматах. Однако у специалистов по материальному и химическому инжинирингу из Университета Мериленда в США есть свой ответ на вопрос о том, как следует создавать такую умную одежду. Сегодня исследовательская команда представила материал с уникальными свойствами и структурой, способный автоматически определять т ...>>

1300-ваттные блоки питания Cooler Master V Platinum 16.02.2019

Компания Cooler Master представила блоки питания серии V Platinum. В семейство вошли три модели - V1300 Platinum, V1000 Platinum и V850 Platinum мощностью соответственно 1300 Вт, 1000 Вт и 850 Вт. Все решения отмечены сертификатом энергоэффективности 80 PLUS Platinum. Новинки имеют модульную систему кабелей, а за охлаждение отвечает 135-миллиметровый вентилятор, в конструкции которого используется двойной шарикоподшипник. Применены на 100 % японские конденсаторы. Средняя заявленная наработ ...>>

Акулы все реже нападают на людей 15.02.2019

В 2018 году в мире было зафиксировано 66 неспровоцированных нападений акул на людей - это самый низкий показатель с 2008 года, когда зафиксировали 55 атак. Еще 34 нападения в прошлом году были спровоцированы людьми, девять раз акулы нападали на лодки, а одно нападение на дайвера произошло в публичном аквариуме. Что касается географии, то 32 из 66 неспровоцированных атак в 2018 году произошли в районе побережья США (половина из них - во Флориде), еще 20 - в Австралии, по три - в Бразилии и Еги ...>>

Новый уникальный тип магнита 15.02.2019

Специалисты по химическому инжинирингу из Университета Нью-Йорка, США, продемонстрировали свой новый, необычный проект уникального типа магнита, открытого не так давно в ходе параллельного исследования свойств некоторых видов урана и сурьмы. Специалисты определили новый тип магнита в качестве "магнит-фуфайка", назвав его так потому, что данный тип магнита обладает уникальным качеством изменять свои магнитные свойства, переключаясь от намагниченного состояния к размагниченному. Стоит отметить, чт ...>>

Сверхэкзотическая электронная жидкость 14.02.2019

Бомбардируя сверхтонкий "бутерброд" из полупроводниковых материалов мощными, но короткими импульсами лазерного света, ученые-физики из Калифорнийского университета получили каплю квантовой "электронной жидкости", обладающей рядом уникальных свойств. Но самым примечательным в этом деле является то, что образец этой электронной жидкости был впервые получен при комнатной температуре. Данное достижение открывает новый путь к разработке высокоэффективных устройств, использующих электромагнитное излуч ...>>

Случайная новость из Архива

Ген-выключатель иммунитета 19.12.2012

Исследователи обнаружили ключевой ген, который отвечает за работу иммунной системы. Оказывается, при отключении всего одного гена под названием Bcl11a клетки адаптивной иммунной системы перестают развиваться и бороться с бактериями и другими патогенами.

Адаптивная иммунная система очень важна, поскольку она защищает человека от повторного заболевания различными инфекционными болезнями. Именно благодаря этой системе эффективны все вакцины и побеждены многие заболевания, такие как, например, полиомиелит. Кроме того, иммунная система она распознает схожие штаммы, например, гриппа, и заболевание новым штаммом протекает легче. Обнаружение гена, который может включать и выключать адаптивный иммунитет, может быть как эффективнейшим лекарством, так и страшным биологическим оружием.

Ранее ученые узнали, что Bcl11a имеет важное значение для развития некоторых иммунных клеток у эмбрионов мышей. В новом исследовании они смотрели на роль этого гена у взрослых мышей. Исследователи из института Wellcome Trust Sanger отключили ген Bcl11a и изучили развитие клеток иммунной системы. Ученые были удивлены, когда обнаружили, что после отключения гена адаптивная иммунная система перестала производить иммунные В-, Т- и NK-клетки.

Таким образом, впервые ученые нашли один-единственный ген, который в обязательном порядке должен быть активным, чтобы адаптивная иммунная система могла функционировать. Благодаря этому открытию, ученые смогут понять, как работает наша иммунная система, как приостановить ее работу или наоборот активизировать ее.

Исключительная функция гена Bcl11a обусловлена тем, что он отвечает за выработку белка, без которого клетки-предшественники адаптивной иммунной системы погибают. С другой стороны, гиперактивность Bcl11a вызывает лимфому - опаснейшую разновидность рака. Bcl11a также играет определенную роль в развитии красных кровяных клеток, которые переносят кислород: в 2011 году, исследователи уже продемонстрировали, как отключение гена Bcl11a может излечить мышей от серповидно-клеточной анемии.

Обнаружение важности гена Bcl11a позволит проводить разнообразные эксперименты, в частности изучение поведения человеческого иммунитета на лабораторных мышах. Кроме того, открытие может помочь в разработке эффективных методик лечения онкологических заболеваний. С другой стороны, Bcl11a можно использовать и как оружие: отключение этого гена с помощью, например модифицированного вируса, сделает человека крайне восприимчивым к десяткам заболеваний, которые считаются относительно безопасными.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники