Окрашивание ИК излучения повысило производительность солнечных батарей - «Новости Электроники»

Ученые Национальной лаборатории Лоуренса Беркли предложили с помощью нанотехнологий превратить в видимый свет инфракрасное излучение солнца, чтобы повысить производительность фотогальванических панелей.

Большинство современных солнечных панелей способны улавливать только видимый свет, теряя впустую большую часть спектра. Ученые Lawrence Berkley National Laboratory научились применять так называемые апконвертирующие наночастицы, окрашенные специальными органическими красителями, чтобы превращать инфракрасную часть спектра в видимый свет, который могут уловить солнечные батареи.

Апконвертирующие наночастицы содержат ионы редкоземельных металлов лантанидов, например, эрбия или иттербия. Они поглощают излучение ближнего инфракрасного диапазона и превращают его в видимое свечение зеленого спектра. Окрашивание этого материала специальными красителями, как позже выяснилось, усиливает это свойство, но механизм процесса оставался загадкой.

«Краситель распадался практически сразу под действием света, и никто точно не представлял, как он взаимодействует с поверхностью наночастицы», - поясняет один из авторов исследования. Механизм был раскрыт: содержащиеся в наночастице лантаниды переводят краситель в триплетное состояние, при котором множество инфракрасных фотонов собирается в один пучок видимого света. В результате апконвертирующие наночастицы выполняют свою задачу эффективнее.

Читайте также: Эффективность перовскитных солнечных панелей повысили за счет калия

«Краситеть работает как концентратор солнечного света на молекулярном уровне, фокусируя энергию из ближнего инфракрасного спектра в наночастицах», - говорится в выводах исследования.

Слабое место открытия состоит в том, что краситель по-прежнему очень нестабилен, и в ходе экспериментов приходилось использовать искусственную азотную среду. Задача ученых состоит в том, чтобы создать защитное покрытие для апконвертирующих наночастиц, и тогда можно будет добиться существенного повышения производительности солнечных батарей.

Читайте также: Тандемные солнечные панели (кремниево-перовскитные) получили эффективность 26,3%

Источник: newscenter.lbl.gov