Теоретический максимум КПД солнечно-тепловой батареи из МТИ — 80%

В Массачусетском технологическом институте предложили новый принцип сбора солнечной энергии, обещающий возможность повышения КДП фотоэлектрических элементов: сначала солнце разогревает специальный материал, тот начинает светиться в инфракрасном диапазоне, и это излучение, в свою очередь, регистрируется обычным солнечным элементом.

Как объясняют разработчики, промежуточный этап преобразования энергии позволяет повысить КПД, поскольку появляется возможность захвата излучения в более широком диапазоне. Для преобразования энергии фотона в электричество нужно, чтобы она соответствовала запрещенной энергетической зоне фотоэлектрического материала; у кремния, используемого в традиционных солнечных элементах, она достаточно широка, но значительные участки спектра все же упускаются.

Промежуточное устройство — двухслойный поглотитель-излучатель — изготовлен из углеродных нанотрубок и фотонных кристаллов. Он принимает излучение в широком спектре, разогреваясь от этого и излучая в определенном диапазоне, который подстраивают в соответствии с запрещенной зоной приемного фотоэлектрического элемента.

По оценкам разработчиков, эта конструкция со временем позволит преодолеть предел Шокли-Квиссера — теоретический максимум КПД солнечных батарей в 33,7%. Сейчас КПД солнечно-тепловой батареи из МТИ — 3,2%, но разработчики уверены, что смогут достичь 20%, и сообщают, что в идеале возможно достижение 80%.