Углеродные нанотрубки могут совершить прорыв в солнечной энергетике

Создание идеального солнечного фотоэлемента (т.е. фотоэлемента, который имел бы высокий коэффициент производительности и одновременно являлся бы дешевым в производстве) однозначно является актуальной задачей. Исследователи со всего мира занимались созданием солнечных фотоэлементов из кремния, пластика и даже из человеческих волос. Теперь сотрудники университета Корнелла предлагают совершенно иную концепцию: она заключается в изготовлении солнечных фотоэлементов из углеродных нанотрубок. Несмотря на то что данная технология находится на самой ранней стадии своего развития, уже сейчас можно сказать, что солнечные фотоэлементы, созданные на базе углеродных нанотрубок, могут стать наиболее эффективным способом преобразования света в электричество из имевшихся доныне.  

Под руководством профессора Пола МакЮна группой ученых в университете Корнелла недавно был опробован простейший солнечный фотоэлемент (который называется фотодиодом), созданный из единственной углеродной нанотрубки. В данном случае углеродной нанотрубкой являлся скрученный лист графена (двухмерного полупроводникового наноматериала, состоящего из одного слоя атомов углерода) размером с молекулу ДНК.

Нанотрубка крепилась между двух электрических контактов, один из которых был заряжен негативно, другой — позитивно, соединяя их. При движении электронов через нанотрубку напряжение в них повышалось, а избыток энергии, выделяемый ими в этом процессе, формировал все новые электроны в потоке, проходящем через нанотрубку. Исследователи обнаружили, что вследствие увеличения интенсивности светового облучения нанотрубки уровень выделяемого электричества растет. В этом заключается фундаментальное отличие этой системы от кремниевых солнечных фотоэлементов, применяемых сегодня, - в них избыток энергии теряется, становясь теплом и снижая при этом коэффициент вырабатываемого электричества. 

Конечно, данное устройство пока является достижением только в масштабах лаборатории, и впереди еще предстоит долгий путь его доработки и внедрения, но само открытие способствует совершенно новому взгляду на эффективность использования углеродных нанотрубок для преобразования света в электричество. На данном этапе ученым еще необходимо найти способ увеличения размеров устройства без потерь в его эффективности, с сохранением относительно недорогой стоимости производства. 

Станут ли доступными солнечные фотоэлементы, созданные на основе углеродных нанотрубок, в ближайшем будущем или вообще когда-либо - покажет время. Но сам факт того, что столько ученых умов вкладывают массу энергии для получения дешевых и высокоэффективных солнечных фотоэлементов, весьма воодушевляет. 

Источник: www.news.cornell.edu

• < Smart Grid шагает по планете
• Сферическая солнечная ячейка >

Комментарии: