Алюминий повышает эфективность солнечных батарей

Команда ученых из Имперского колледжа в Лондоне под руководством доктора Николаса Хилтона в ходе проведенных исследований и испытаний солнечных элементов, обнаружила, что эффективность последних в значительной степени можно повысить, внедрив на их активную поверхность алюминиевые цилиндрические выступы.

Причем основная цель исследований состояла не в том, чтобы максимально увеличить эффективность солнечных батарей, а в том, чтобы сократить затраты на их производство. Дело в том, что больше половины себестоимости панели приходится на поглощающий слой. Именно в этом слое фотоны, сталкиваясь с атомами материала, приводят к появлению свободных электронов (электрического тока). Чем толще этот слой, тем дороже он обходится производителям альтернативных источников энергии. Но если уменьшить (сделать более тонким) этот слой, то пропорционально уменьшается и эффективность всей солнечной панели.

Так вот британские исследователи нашли способ, как сделать поглощающий слой тоньше, при этом, не уменьшая его эффективности. Раньше они экспериментировали с золотыми и серебряными наноструктурами. По идее свет должен был отражаться от шипов и лучше поглощаться активным слоем, вырабатывая больше электрической энергии. Но как показали эксперименты, золото и серебро наоборот больше поглощают, чем отражают фотоны. При использовании этих материалов эффективность батареи падала, вместо того чтобы повышаться.

Затем ученые решили попробовать использовать шипы из алюминия. Оказалось, что более дешевый алюминий хорошо отражает и перенаправляет фотоны на поглощающий слой.

И хотя эксперименты проводились с использованием солнечных элементов изготовленных из полупроводника арсенида галлия (GaAs), исследователи уверены, что тот же эффект можно будет наблюдать и в случае использования органических (пластиковых) или силиконовых элементов. Даже прозрачные органические солнечные батареи можно было бы улучшить таким способом.