Фотоэлементы из гибридного материала преобразуют инфракрасное излучение

0 View

Химики Калифорнийского университета в Риверсайде (США) придумали, как преобразовать инфракрасное излучение в видимое с помощью сочетания неорганических полупроводниковых нанокристаллов и органических молекул позволяет. Этот материал может быть использован в фотоэлементах, что резко повысит их эффективность. Ученые опубликовали результаты своей работы в журнале Nano Letters. Краткий обзор статьи дает пресс-служба университета.



Другой способ — улавливать и преобразовывать в электричество инфракрасное излучение Солнца, которое проходит мимо обычных фотоэлементов. Чтобы этого достичь, ученые из UCR создали гибридный материал, комбинируя неорганическое и органическое соединения.

Ведущий автор работы профессор химии Кристофер Бардин (Christopher Bardeen) описывает работу материала так: неорганическая составляющая материала захватывает два инфракрасных фотона и направляет их в органическую составляющую, где фотоны преобразуются в один высокоэнергетический фотон, — который могут уловить современные фотоэлементы — а этот фотон уже «становится электричеством». В обычной солнечной ячейке эта энергия была бы потеряна, а в ячейке из нового материала она используется, что делает процесс эффективнее на 30 и более процентов.

Ученые работали с селенидом кадмия, из которого они вырастили полупроводниковый нанокристалл. Второй компонент в гибридном материале, органический, представляет собой дифенилантрацен и рубрен. Нанокристаллы селенида кадмия обернули органическими лигандами и получили новый материал.

В лабораторных испытаниях этот гибридный материал облучали 980-нанометровым инфракрасным светом. На выходе генерировался оранжевый/желтый флуоресцентный 550-нанометровый свет. Это уже видимый диапазон, который улавливается любой обычной фотоэлектрической ячейкой.

Когда речь заходит об установке солнечных батарей для выработки электроэнергии, то обычно ссылаются их высокую стоимость. Но цена самих солнечных модулей составляет всего 20% от затрат на землю и монтаж. Соответственно, задача стоит увеличить эффективность солнечных модулей, чтобы они занимали меньшую площадь, и вся конструкция обходилась бы дешевле. В этом направлении работает множество научных коллективов во всем мире, используя разные подходы. К примеру, австралийцам удалось достичь рекордной эффективности солнечных батарей, улавливая максимум видимой солнечной энергии.

Источник: http://scientificrussia.ru/news/fotoelementy-iz-gibridnogo-materiala-preobrazuyut-infrakrasnoe-izluchenie