Интернациональным коллективом ученых из Оксфордского Университета, Бостонского Университета и Национального Университета Сингапура разработаны уникальные солнечные панели, толщина которых не превышает нескольких ангстрем. Показатель квантовой эффективности новых панелей составляет 30%.

Солнечные панели с показателем квантовой эффективности 30%Основным фактором, сдерживающим повсеместное развитие солнечной энергетики в мире, являются слишком большие размеры существующих солнечных батарей и их сравнительно высокая стоимость.

Международной группе ученых из ученых из Оксфорда, Бостонского Университета и Национального Университета Сингапура удалось создать уникальное устройство, толщина которого не превышает 20 ангстрем. Это стало возможным благодаря уникальному слоистому композитному материалу, состоящему из слоев графена и полупроводникового переходного метала дихалькогенида (TMDC).

Структура материала включает треугольные решетки атомов селена, теллура или серы, между которыми находятся треугольные решетки переходных атомов. За счет сингулярностей Ван Хова в слоях материала, электроны имеют особую восприимчивость к световому воздействию и эффективно взаимодействуют с фотонами.

Комбинируя слои из нескольких материалов ученые создали слоистую атомарную структуру, которая состоит из TMDC, графена и нитрита бора. Последний, в данном случае выполняет роль изолятора и защитной пленки. Эффективность графена можно усилить, с помощью нанесения тонкого покрытия из наночастиц золота. Это позволяет увеличить степень поглощения солнечного света, попадающего на TMDC.

Новая разработка позволяет эффективно преобразовывать в электричество до 30% солнечной энергии, что для данной схемы является превосходным результатом. В ближайшее время исследователи планируют поэкспериментировать с различными комбинациями материалов, с целью повышения эффективности системы.

Учитывая ежегодное удорожание энергетических ресурсов можно с уверенностью говорить, что продукты позволяющие добиться экономии и сокращения затрат, неизменно будут пользоваться устойчивым спросом. К примеру, мягкая кровля Катепал благодаря морозостойкости и длительному эксплуатационному ресурсу постепенно вытесняет с рынка традиционные кровельные материалы.

Интерес к разработке новых идей в области альтернативной энергетики в последние годы необычайно усилился, поскольку ученые понимают, что использование энергии солнца имеет огромные перспективы.

Совсем недавно, другому ученому – Брайану Уиллису из  Коннектикутского университета удалось с помощью атомно-слоевого осаждения создать массив выпрямляющих наноантенн, способных послужить основой для создания высокоэффективных солнечных батарей. Наноантенны обладают вполне приемлемой стоимостью, а их эффективность в два раза выше существующих солнечных элементов на базе кремния.

Если разработчикам удастся довести идею до промышленного образца, солнечную энергетику ожидает интенсивный рост. Стоимость панелей на базе наноантенн может составлять около 10$ за квадратный метр, тогда как кремниевые фотоэлементы приблизительно в 40 раз дороже.