ТОНКАЯ НАСТРОЙКА СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Три инженера с университета в Буффало надеются значительно увеличить количество солнечного света, который солнечные элементы преобразуют в электричество.

Вместе с военными коллегами исследователи Университета Буффало показали, что вложение заряженных квантовых точек в фотоэлектрические элементы может улучшить электрическую мощность, позволяя ячейкам «собирать» инфракрасный свет, а также увеличивает срок службы фотоэлектронов.

Исследования фигурировали в мае прошлого года в журнале Nano Letters. Состав исследовательской группы: Владимир Митин, Андрей Сергеев и Низами Вагидов – профессорско-преподавательский состав в области электротехники; Китт Рейнхардт с Управления Научных исследований ВВС и Джон Литтл и эксперт по передовым нанотехнологиям Кимберли Саблон научно-исследовательской лаборатории армии США.

Митин, Сергеев и Вагидов основали компанию OPtoElectronic Nanodevices LLC. (OPEN LLC.), чтобы принести инновации на рынок.

Идея встраивания квантовых точек на панели солнечных батарей не нова: по словам Митина, ученые предполагали около десяти лет назад, что эта техника могла бы улучшить эффективность, позволяя панелям «собирать» невидимый, инфракрасный свет в дополнение к видимому свету. Однако интенсивная работа в этом направлении ранее имела ограниченный успех.

Исследователи с Университета Буффало и их коллеги не только успешно использовали встроенные квантовые точки для сбора инфракрасного света, они пошли дальше, используя выборочное легирование так, что квантовые точки в пределах солнечной батареи имеют значительный заряд.

Этот встроенный заряд выгоден, потому что он отталкивает электроны, заставляя их путешествовать по всему полю квантовых точек. В противном случае, квантовые точки создают канал рекомбинации для электронов, по сути "захват" движущихся электронов, предотвращая появление электрического тока.

Технология способна увеличить эффективность солнечных батарей до 45 %, сказал Митин, заслуженный профессор SUNY. Через Управление по науке, передаче технологий и экономической связи (STOR) Университета Буффало, он и его коллеги подали предварительные заявки на патенты, чтобы защитить свои технологии.

"Чистые технологии действительно преимущество региона, государства, страны", сказал Митин. "Имея высокую эффективность солнечных батарей, потребители смогут сэкономить деньги, а провайдеры – иметь меньшее поле солнечных батарей, которое производит больше энергии".

Митин и его коллеги уже потратили много времени на разработку квантовых точек с встроенным зарядом, получившая название "Q-BICs". Для дальнейшего улучшения технологий и доведения её до рынка, OPEN LLC. в настоящее время ищет финансирование от частных инвесторов и федеральных программ.