Ученые из Университета Эксетера (Великобритания) открыли способ преобразования света в электроэнергию, который в три раза более эффективен, чем нынешние подходы. Они предлагают сфокусировать солнечный луч на чипе с помощью «нановоронки» из материала толщиной в один атом.
Идея заключается в том, чтобы направить поток энергии непосредственно на чип, подобно тому, как мы заливаем жидкость в стакан, используя воронку. В качестве «воронки» используется структура из дисульфида гафния (HfS2) толщиной в один атом. Облучив ее высокоинтенсивным УФ-лазером, исследователи добились создания необходимого электрического поля.
С помощью обычных полупроводников реализовать такую систему нельзя. Ее сделал возможным нынешний прогресс в создании материалов атомной толщины, говорит ведущий автор исследования Антонио Де Санктис.
Согласно расчетам, новая технология позволит преобразовывать в электричество до 60% энергии Солнца. КПД современных фотоэлементов — всего около 20%, а лабораторный рекорд — ниже 30%.
Исследователи полагают, что благодаря их находке можно будет существенно снизить размеры солнечных батарей. По их расчетам, «фокусирующая» установка размером с книгу обеспечит энергией целую семью, живущую в своем доме.
Еще один перспективный материал, который может произвести революцию в солнечной энергетике — кестерит. Он дешев и экологически чист, однако его КПД пока невелик. Австралийские исследователи активно работают над исправлением этого недостатка. За несколько лет им удалось повысить эффективность кестеритовых солнечных элементов с 7,6 до 11%.
Корейские ученые предлагают в качестве активного элемента солнечных батарей использовать нетоксичный перовскит. Оптическая симуляция предсказывает, что очень тонкого поликристаллического слоя такого активного материала будет достаточно для достижения высокой эффективности преобразования света в электричество.
Британские физики предложили способ повышения эффективности современных солнечных батарей за счет локального сдавливания полупроводниковых кристаллов при облучении их светом.
Мировые эксперты в области солнечной энергетики считают, что солнечная фотоэлектрическая энергетика в мире достигнет 1 тераватт установленной мощности в течение следующих пяти лет.
