Почти половина доступной энергии Солнца находится в инфракрасном спектре, доступном с поверхности Земли даже в ночное время.

Лабораторные испытания уже показали, что при идеальных условиях антенны могут улавливать 84% входящих фотонов. Команда Новака рассчитывает, что готовая система будет иметь общую эффективность в 46%. Наиболее эффективные в настоящее время кремниевые солнечные батареи имеют аналогичный показатель примерно на уровне 25%.

Идеальные условия для работы кремниевых батарей относительно узко ограниченны: если Солнце находится в неправильном положении относительно светочувствительных элементов, свет отражается от них. В тех же самых условиях антенны продолжают поглощать излучение, падающее под различными углами.

В отличие от фотоэлектрических элементов, которые используют фотоны для высвобождения электронов, новые антенны резонируют при попадании световых волн и генерируют перманентный ток, который может быть использован.

Для создания батарей, способных накапливать как видимое, так и инфракрасное излучение Солнца, учёные предполагают использовать несколько слоёв солнечных антенн, настраивая при этом каждый слой на отличную от остальных оптическую частоту.

Ранее на пути развития солнечной энергетики стояли две проблемы. Во-первых, длина антенны должна примерно соответствовать длине улавливаемой волны, что в применении к солнечному спектру может означать очень маленькие величины – от миллиметров до нескольких сотен нанометров.

Во-вторых, частоты переменного тока, получаемого таким способом, слишком высоки. Для использования их сначала необходимо преобразовать в постоянный ток. Проблема здесь в том, что кремниевые диоды, играющие решающую роль в преобразовании, как правило, не работают на высоких частотах, утверждает Аимин Сонг (Aimin Song), специалист по наноэлектронным технологиям Манчестерского университета (University of Manchester), Великобритания.

В настоящее время учёные смогли преодолеть оба этих барьера. Ранее в этом году Новак и его коллеги усовершенствовали технику для создания накопителей с миллиардом антенн. Хотя эти антенны и были достаточно малы, чтобы работать с дальним концом спектра, Новак считает, что необходимо изыскать возможность постройки антенн меньшего диаметра для работы со средней и ближней частью инфракрасного спектра.

Источник: newscientist.com

Страницы: 1 2

загрузка...