Прорыв в технологии солнечных элементов способен повысить производительность и снизить стоимость преобразования энергии солнца в электричество. Речь идет о превращении низкоэнергетического, невидимого для человека света, в высокоэнергетический, который могут использовать фотоэлементы. Секретный ингредиент, который позволяет расширить спектр собираемой энергии, — кислород. Специалисты из двух австралийских и одного американского университетов обнаружили, что кислород можно использовать для трансфера низкоэнергетического излучения.
«Большинство фотоэлементов изготавливают из кремния, который не реагирует на свет, обладающий меньшей энергией, чем ближний инфракрасный, — пояснил профессор Тим Шмидт из Университета Нового Южного Уэльса. — Это значит, что какие-то части светового спектра останутся невостребованными нашими современными устройствами и технологиями».
Команда ученых предлагает использовать квантовые точки для абсорбции низкоэнергетического света и преобразования его в свет видимого спектра, из которого затем можно вырабатывать электрическую энергию. Один из способов, которым можно добиться этой цели — поймать несколько низкоэнергетических фотонов и «склеить» их вместе.
Однако до сих пор этого не удавалось сделать за пределами кремниевой энергетической щели, то есть минимума энергии, который требуется для возбуждения электрона в кремнии до состояния проводимости. Ученым удалось преодолеть эту проблему с помощью кислорода и квантовых точек, искусственных нанокристаллов, которые абсорбировали низкоэнергетический свет. Затем кислород переносил его к органическим молекулам.
Пока эффективность процесса остается на низком уровне, но у ученых есть идеи, как в ближайшем будущем можно было бы повысить КПД системы. И они уверены, что сделать это получится достаточно быстро.
