В Стэнфордском университете (США) разработана отражающая металлическая пленка, позволяющая в разы сократить потери поступающего света.

Обычные солнечные панели пронизаны металлическими токосъемными дорожками, из-за чего отдаленно напоминают решетку для гриля, где темные линии "решетки" на самом деле являются металлическими контактами, которые нужны для того, чтобы проводить электрический ток, вырабатываемый находящимся под ними полупроводником. Проблема состоит в том, что они непрозрачны, из-за чего уменьшают количество солнечного света, проникающего в слой полупроводника. Группа американских инженеров разработала отражающие металлические контакты, которые почти не мешают поступлению фотонов света вглубь солнечной батареи.

Хотя верхние металлические контакты довольно тонкие, площадь их покрытия поверхности солнечной панели составляет от 5 до 10%, соответственно, это количество солнечного света просто отражается вместо того, чтобы вырабатывать электроэнергию.

Чтобы избежать этих потерь, эксперты из Стэнфорда поместили золотую пленку (золото хорошо проводит ток) толщиной 16 нанометров на плоский лист кремния. Хотя для невооруженного глаза золотая пленка выглядела монолитной, на самом деле в ней был проделан ряд квадратных дырочек, покрывавших 65% поверхности кремния, которые отражали в среднем 50% поступающего света.

После этого золотая пленка и кремний были помещены в раствор фтороводородной кислоты и перекиси водорода. В результате произошли процессы травления: золотая пленка врезалась в подложку из кремния, а кремниевые наноопоры прошли через отверстия в золотой пленке. Поэтому блестящая золотая поверхность за несколько секунд поменяла свой цвет на темно-красный, а кремниевые опоры стали возвышаться над ней на высоту 330 нанометров.

Как только кремниевые наноопоры начали появляться, они стали переотражать свет вокруг металлической решетки на кремниевую подложку снизу. Наноопоры здесь действуют как воронки, улавливающие свет и направляющие его на кремниевую подложку через отверстия в металлической решетке.

После серии экспериментов физикам Стэнфордского университета удалось оптимизировать конструкцию так, чтобы только две трети поверхности было покрыто металлом, тем самым сократив затухание отражения до 3%. Использование этого металла при изготовлении солнечных панелей может увеличить проводимость и значительно улучшить производительность солнечной панели. Эффективность обычной солнечной батареи может быть увеличена на 20–22%.

Следующим шагом будет испытание технологии на работающих солнечных батареях в реальных условиях.

Электрообогреватель

Детские смарт-часы