вторник, 8 мая 2012 г.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ, ИЗЛУЧАЮЩИЕ СВЕТ


Для получения максимального количества энергии, солнечные батареи изготавливают для поглощения, как можно большего количества света от Солнца. Теперь исследователи из Университета Калифорнии, Беркли, предложили и продемонстрировали противоречащую концепцию: солнечные батареи должны быть изготовлены как светодиоды, способные излучать свет, а также поглощать его.
Команда Беркли представит свои выводы на конференции по лазерам и электрооптике (CLEO: 2012), которая состоится 6-11 мая в Сан-Хосе, штат Калифорния.


"Мы показали, что лучшие солнечные ячейки на излучающих фотонах, тем выше их напряжение и большую эффективность можно получить", говорит Eli Yablonovitch, главный научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли и профессор электротехники.
С 1961 г. ученым известно, что в идеальных условиях, есть ограничение на количество электрической энергии, которая может быть собрана из солнечного света, падающего на типичную солнечную батарею. Это абсолютный теоретический предел, около 33,5 процента.
Тем не менее, в течение пяти десятилетий, ученые не могли приблизиться к достижению этой эффективности: с 2010 года, самая высокая эффективность была чуть больше 26 процентов. (Это для плоских, монокристаллических солнечных батарей, которые поглощают световые волны выше определенной частоты. Гетероструктурные переходы, которые имеют несколько слоев и поглощают несколько частот, имеют возможность достижения более высокой эффективности.)
Совсем недавно, Yablonovitch и его коллеги пытались понять, почему был такой большой разрыв между теоретической и предельной практической эффективностью. Они наткнулись на относительно простое, противоречащее здравому смыслу, решение на основе математической связи между поглощением и излучением света.
"По сути, это потому, что есть связь между термодинамическим поглощением и испусканием," говорит Миллер. "Если у вас есть солнечная батарея, которая является хорошим излучателем света, она также делает его преобразование в более высокое напряжение", которое в свою очередь увеличивает количество электрической энергии, которая может быть собрана из ячейки", говорит Миллер.
В прошлом году компания под названием Alta Devices, со-основателем которой является Yablonovitch, использовала новый подход к созданию прототипа солнечной батареи из арсенида галлия (GaAs), материала часто использующегося для производства солнечных батарей на спутниках. Прототип побил рекорд, прыгнув с 26 % до 28,3 % эффективности. Компания достигла этого рубежа, в частности, путем разработки ячеек, чтобы свет проходил как можно легче - с помощью методов, которые включают, например, увеличение отражательной способности заднего зеркала, которое посылает входящие фотоны обратно через переднюю панель устройства.
Солнечные батареи производят электричество, когда фотоны от Солнца падают на полупроводниковый материал внутри ячейки. Энергии фотонов выбивает свободные электроны из материала, что позволяет электронам свободно перемещаться. Но процесс детонации свободных электронов могут также генерировать новые фотоны, в процессе, называемом люминесценции. Идея новой солнечной ячейки  том, что эти новые фотоны - которые не поступают непосредственно от Солнца - должны иметь возможность легко вырываться из ячейки.
Эта работа является "хорошим, полезным способом" определением того, как ученые могут повысить эффективность солнечных батарей, а также найти новые творческие способы тестирования и изучения солнечных батарей, говорит Leo Schowalter из Crystal IS, Inc. председатель комитета CLEO по светодиодам, солнечным батареям, и энергосберегающей фотонике.

2 комментария:

  1. Спасибо за интересные данные о солнечных батареях.

    ОтветитьУдалить
  2. А на сколько выгодно отопление дома солнечной энергией? То есть сколько будет окупаться вся затраченная на его установку сумма? Некоторые говорят 5 лет, некоторые 12, кому верить?

    ОтветитьУдалить

каталог сайтів Украина онлайн