Ученые из Китая разработали всепогодную солнечную батарею

Работа над совершенствованием конструкции и составляющих солнечных батарей ведется постоянно. Благодаря ей эффективность этих альтернативных источников энергии постоянно возрастает. Но, что до сих пор не удавалось не одному исследователю – это заставить батарею работать в непогоду. Однако это было до сих пор – до новой разработки команды исследователей из Китая. Они создали фотоэлемент, который способен вырабатывать электричество не только из солнечного света, но и из … капель дождя.

Новая солнечная батарея создана на основе достаточно перспективного материала, который уже несколько лет используется в электронике. Это графен. Среди его многочисленных полезных свойств они использовали хорошую проводимость, позволяющую электронам свободно перемещаться по всей поверхности материала.

Китайские ученые обнаружили, что под воздействием воды в графене происходит так называемая реакция Льюиса – связывание пары положительно заряженных ионов с парой отрицательно заряженных частиц – электронов. Это свойство и вдохновило команду разработать новую конструкцию фотоэлемента, который сможет работать и под дождем.

Ученым удалось создать двуслойную структуру с электрически разделенными слоями – между ними находится очень тонкий диэлектрик. В солнечную погоду первый слой работает как обычная солнечная батарея, созданная на основе такого популярного  полупроводника как кремний. Но если начинает идти дождь, в первом слое происходит связывание положительных и заряженных частиц. Второй же слой остается сухим, поэтому в нем распределение заряженных частиц не меняется. В результате такого несоответствия электрических свойств обоих слоев, между ними возникает разность потенциалов, а это собственно то, что и нужно для генерации электрического напряжения. А если батарею включить в электрическую цепь, то через нее потечет и ток.

Испытания показали, что новый фотоэлемент в дождь способен генерировать напряжение в несколько сотен микровольт. Его коэффициент полезного действия составляет почти 7 %. Это, конечно же, мало по сравнению с аналогичным показателем работы солнечной батареи в солнечную погоду, но намного лучше, чем вообще ничего.

Китайские исследователи полагают, что при должном внимании к новой технологии эффективность батареи можно будет существенно увеличить. Например, можно «поиграться» с материалами, делая первый слой графеновым, а второй из какого-нибудь другого материала.

Источник информации: www.greencarcongress.com