Панели солнечных батарей могут выдавать дополнительную энергию при сжатии

24.04.2018 16:00  285   Анна Заморникова  Статья

Панели солнечных батарей сегодня широко используются на СЭС и в частных домовладениях.

Вся правда об эффективности солнечных панелей

Широкое распространение таких устройств объясняется абсолютной экологичностью и низкой себестоимостью производства электроэнергии. Однако есть и один недостаток – ограниченный КПД. Например, для однослойных элементов эффективность преобразования энергии Солнца в электрическую ограничивается пределом Шокли-Квайссера, КПД в этом случае составляет порядка 34%.

Как более эффективно использовать энергию Солнца?

Чтобы избавиться от ограничения, ученые предлагают несколько возможных вариантов:

  • для увеличения проводимости используются горячие носители заряда, которые образуются в полупроводнике при поглощении больше ширины запрещенной зоны;
  • при помощи аномального фотовольтаического эффекта можно трансформировать дополнительную энергию в электричество;
  • за счет локального сдавливания полупроводниковых кристаллов при облучении их светом.

Последний способ заслуживает отдельного внимания, его предложили британские физики из Уорикского университета, возглавляет коллектив Марин Алекс. Суть заключается в деформации отдельно облучаемого полупроводникового кристалла при помощи флексоэлектрического воздействия. Благодаря такому техническому решению ученые добились поляризации. Деформацию поверхности получили благодаря использованию иголки атомного силового микроскопа. Во время операции устройство создавало усилие в 15 микроньютонов, при этом монокристалл облучался лазером с длиной волны 405 нанометров.

Испытание новой технологии

Итоги испытаний новой технологии

Подобные эксперименты провели над тремя монокристаллами с центральной симметрией – кремния, титаната стронция и оксида титана (IV). Эти действия во всех случаях вызвали возбуждение фототока, сила которого доходила до нескольких десятков пикоампер. Столь мощный фототок образовался благодаря флексоэлектрическому и фотовольтаическому эффектам.

Исследователи рассчитывают, что производство солнечных панелей по этому методу позволит значительно увеличить их эффективность. Ранее аналогичного результата удалось добиться при создании перовскитных пластин.