Группа немецких физиков и инженеров сообщила о создании фотоэлемента с рекордно высокой эффективностью. КПД новой разработки составляет 44,7 процента, что на 0,3 процента выше показателя представленного в июне 2013 года фотоэлемента, созданного специалистами компании Sharp. Подробности приведены на официальном сайте Института солнечной энергии Общества Фраунгофера.
Экспериментальный фотоэлемент площадью всего в 5,2 квадратных миллиметра выдал ток в 192,1 миллиампера при напряжении до трех с половиной вольт. Измеренное немецкими специалистами значение КПД характеризует работу фотоэлемента при освещении концентрированным солнечным светом: их разработка (как, впрочем и все аналогичные устройства) обладает максимальной эффективностью при помещении в фокус вогнутого зеркала. Собрав в 297 раз больше света, чем падает на поверхность в обычных условиях и применив четырехуровневую схему фотоэлемента, КПД солнечных батарей удалось вывести на ранее недоступный уровень (плюс 0,3 процента к рекорду июня 2013 года и больше процента к показателю немецкой группы в мае, 43,6 процента).
Четырехуровневая схема означает сочетание в одном устройстве четырех полупроводниковых элементов, каждый из которых оптимизирован для поглощения квантов света с определенной энергией. Так как солнечный свет имеет достаточно широкий спектр, то применение всего одного полупроводникового перехода малоэффективно: фотоны с большей или меньшей энергией окажутся бесполезны. Наращивание числа полупроводниковых слоев, впрочем, тоже имеет свои недостатки, самым очевидным из которых является возрастание технологической сложности и стоимости устройства. В новой разработке немецких специалистов применены два перехода с максимумом эффективности в оптическом диапазоне и два рассчитанных на ближнее инфракрасное излучение.
Теоретически КПД солнечных батарей лимитирован как ограниченной чувствительностью полупроводниковых элементов к энергии квантов света, так и рядом других факторов. Идеальная батарея должна быть совершенно черной, не греться и иметь равное нулю электрическое сопротивление. Проведенные еще в 1980-х годах термодинамические расчеты показали, что одноэлементные солнечные батареи в принципе не могут иметь КПД выше 37 процентов, а сомнительная с точки зрения практической реализации 36-уровневая схема не сможет выбраться за отметку в 76 процентов. Кроме того, системы фокусировки света тоже неидеальны и одна лишь фокусирующая линза снижает теоретически возможный КПД со ста процентов до 89. В качестве альтернативы солнечным батареям можно использовать либо нагрев теплоносителя, который затем будет вращать турбину (такая схема, впрочем, тоже далека от стопроцентной эффективности), либо массив наноантенн. Наноантенны работают с инфракрасными и световыми волнами так же, как обычные антенны с радиоволной, то есть переводят колебания электромагнитного поля напрямую в электрический ток.
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
3 +3−0 | Алексей | 09:55:08 25/09/2013 |
Солнечную энергетику НЕОБХОДИМО развивать. Это перспективно. Нефть и газ скоро кончатся. |
3 +7−4 | Дмитрий Т'еадесхатарр | 09:16:04 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Никто не спорит, что развиваться надо. Сейчас нефть, потом атомная энергетика, потом термоядерная. Быть может, когда-нибудь будет и солнечная, но явно не такая, где батарея не успевает выдать затраченную на ее производство энергию. Пока что альтернативная энергетика - это как полет из пушки на Луну. Тоже ведь когда-то казался супер перспективным. Ну, или пример пореальней - дирижабли. Красиво, футуристично, прогрессивно, но чертовски неудобно в эксплуатации. |
3 +6−3 | Дмитрий Т'еадесхатарр | 09:11:56 25/09/2013 |
Возможно, стоило бы заниматься не выжиманием 0.3% КПД в сферических условиях, которых в реальной эксплуатации не будет, а поднятием общетехнологической эффективности, чтоб вкупе с производством и последующей утилизацией солнечных батарей киловатт производимой энергии был хотя бы сравним с нефтяным, не говоря уж об атомном. Ну, и со стабильностью выдачи мощности что-то надо придумывать, иначе даже 90% батарейки будут бессмысленны в дождливый день. |
3 +4−1 | Gennadiy Petrov | 09:04:49 25/09/2013 |
Комментарий удалён. | ||
войны будут всегда, не из-за нефти, так за место, где наиболее выгодно поместить солнечные батареи |
3 +5−2 | shit422 shit422 | 09:01:07 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
История помнит немало авторитетных "предсказателей", впоследствии пошедших на**й вместе со своими предсказаниями . |
3 +4−1 | X X | 08:55:21 25/09/2013 |
Сколько потрачено энергии на создание? |
2 +2−0 | Odissey | 12:40:15 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Вот чем надо России заниматься, а не тупо проедать доходы от нефти и газа, или строить газ-нефтепроводы в Китай с продажей сырья по себестоимости.... Построить бы парочку заводов с такой технологией в России, да создать программу, для кредитования населения по нулевой ставке для тех кто установит себе такие батареи, вот это был бы прорыв, правда монополии в этом не заинтересованы... |
2 +2−0 | Евгений Прудников | 12:33:56 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Можете поподробнее рассказать об использовании этих батарей в личных целях (домохозяйство). Очень интересует эта тема. |
2 +2−0 | Arturus Aurelius | 12:22:20 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Не звезди про восстановление лесов. Тролль недоделаный |
2 +3−1 | Roman Vorontcov | 11:50:40 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Вот ты точно кавказец, я пример привел, все в одном, а ты избрал лишь электричество, ну точно как Академик Кадыров, пора медаль вешать. |
2 +3−1 | Roman Vorontcov | 11:19:14 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Ты читал что я пишу, желтенький? Пример усадьбы в тайге, которая и ОТАПЛИВАЕТСЯ cолнцем. И нахрен мне твой алюминий? Вопрос о ЖКХ в целом, панели способны давать тепло, эквивалентное отоплению дома. |
2 +2−0 | Виталий | 09:31:27 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
а как вы собираетесь придумать энергетику "солнечная, но явно не такая" если ничего не делать и сидеть ждать может кто нибудь когда нибудь придумает |
2 +4−2 | Виталий | 09:19:00 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
опять же угольных электростанций, а не атомных. А уголь не бесконечен. И вот еще странность солнечные батареи активно используются в космической отрасли. Углем почему никто на орбите не топит. Была новость про беспилотник который способен годами летать без посадки на солнечных батареях. Мало ли где еще можно исползовать данные технологии. |
2 +3−1 | Mamuka Mikadze | 08:39:17 25/09/2013 |
надо поставить призму, разложить концентрированный свет на спектр тогда можно хоть 100 одноуровневых поставить для каждого спектра -- и дешево и сердито |
2 +7−5 | Михаил Макаров | 08:36:08 25/09/2013 |
Лучше б долговечностью солнечных батарей озаботились. А то существующие батареи дохнут раньше, чем успевают возместить энергию, затраченную на их производство. |
1 +1−0 | Fedor Nikolaev | 12:41:52 25/09/2013 |
Комментарий удалён. | ||
то есть вырубаем мы больше чем восстанавливаем почти в 2 раза. Не говоря уже о том, что лесу нужно лет 20 что бы восстановиться. И вообще забыв о нелегальной вырубке, которая оценивается в половину от легальной, и лесных пожарах которые только естественным образом и восстанавливаются(искусственно это очень сложно и делается это краайне редко). |
1 +1−0 | D N | 12:24:01 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Потери из-за загрязнения панелей могут достигать 15% в год, поэтому панели моют два раза в год и этого достаточно, чтобы минимизировать потери до 1-2% с учётом стоимости помывки. |
1 +2−1 | Roman Vorontcov | 11:53:03 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Ты страдаешь, факты подаешь совсем другие, о которых речь не идет. |
1 +1−0 | Андрей Белоусов | 11:45:46 25/09/2013 |
мечтаю о том отдаленном времени,когда все государства исчезнут,а люди будут жить в бункерах с индивидуальным источником питания и заминированными подходами по системе идеальная жизнь-идеальная смерть |
1 +2−1 | Roman Vorontcov | 11:45:45 25/09/2013 | ||||||
| ||||||||
Ну и как тебя назвать? Сыыыр! Зачем опять электроэнергию суешь? Тебе русским языком написали, пример затрагивает ВСЮ область ЖКХ! |