|
Открит е нов материал, с чиято помощ за
добива на енергия от Слънцето ще
настъпят по-добри времена.
КПД на
фотоелементите би могъл да надскочи сегашната си най-висока
стойност 30 % и да достигне до 50 на сто и повече
(фактически до
1,7 пъти).
Слънчевите елементи, наричани от
специалистите и "фотоелементи" или "фотоволтични елементи",
използват слоеве от полупроводникови материали, за да поглъщат
фотони от слънчевата светлина и да ги преобразуват в електрически
ток. Проблем за слънчевата енергетика
е, че
различните полупроводници могат да абсорбират фотони с точно
определена енергия.
В
момента най-съвършените фотоелементи притежават слоеве, съставени
от два различни полупроводникови материала, разположени един до
друг, за да поглъщат фотони светлина от различни енергитични нива
на спектъра. Общите им усилия обаче стигат за едва 30 %
ефективно използвана енергия от Слънцето.
Изследователи са изчислили кои са двата енергитични пояса от
светлинния спектър, фотоните от които трябва да се поглъщат, за да
може да се достигне максимално КПД на фотоелементите от 50
на сто.
До
момента обаче не са били открити полупроводниковите материали,
които биха влезли в употреба. Сега екипът на Владек Валукиевич
от Националната лаборатория Лорънс Бъркли в Калифорния е създал
полупроводник, който изпълнява условията.
Материалът е наречен "ИнГаН" – Индий-галий-нитрид.
Учените
биха могли "да настройват" отделните слоеве на слънчев
фотоелемент така, че всеки един слой да може да поглъща различен
честотен пояс от слънчевия спектър. От екипа постигат това, като
променят съотношението между индий и галий във всеки слой.
По този
начин всеки елемент от слънчевия панел (модул) би могъл да
абсорбира много повече енергия, понеже отделните й слоеве
сумарно ще поглъщат по-широки енергийни диапазони от светлинния
поток, идващ от Слънцето.
Валукиевич докладвал постижението преди дни в Бостън пред
експертите от Materials Research Society. Той демонстрирал как
компонентите, изградени от "ИнГаН", работят безотказно,
дори когато многослойната им повърхност е покрита с многобройни
пукнатини и драскотини.
Тази
тяхна издръжливост би дала възможност да се удължи живота
на соларните панели на спътниците в космоса, където бързо се
изхабяват под влияние на променливите температури и интензивни
лъчения.
Проблем
за екипа на Валукиевич е твърде скъпата и сложна технология,
чрез която се създават изключително чистите "ИнГаН"-кристали.
Изследователите се надяват да получат подкрепа от страна на
Националната лаборатория за възобновими енергийни източници в
Колорадо, за да бъдат в състояние да произвеждат по-евтини соларни
клетки от "ИнГаН". |