КПД современных солнечных батарей все еще далек от 100 %. Не весь свет, попадающий на ячейку батареи, эффективно улавливается, часть отражается или проходит через нее. Кроме того, степень поглощения и преобразования в электроэнергию зависит от длины волны: голубой свет поглощается лучше, чем красный.

Попытки усовершенствования солнечных батарей с помощью нанотехнологий происходят постоянно. В новой работе Кайли Кетчпоул (Kylie Catchpole) и Альберта Полмана (Albert Polman) металлические наночастицы используются для рассеивания попадающего в ячейку света, что усиливает поглощение.

В основе такого рассеяния лежит механизм образования поверхностных плазмонов в металле. Попадая на поверхность металла, свет подходящей частоты вызывает образование расходящейся «волны» электронов. Наночастицы металла под действием света могут вибрировать, рассеивая свет. На резонансной частоте рассеивание особенно сильно. Исследователи показали, что наночастицы увеличитвают степень поглощения света красной части спектра на порядок, и что, варьируя размер наночастиц и используемый металл, можно улучшать поглощение света на различных длинах волн.

К. Кетчпоул создает в Австралийском национальном университете новую научную группу, которая будет заниматься исследованием поверхностных плазмонов. «Я полагаю, использование плазмонов в фотовольтаике начнется примерно через три года, — говорит Кетчпоул. — Главное в том, что плазмонная технология может использоваться в солнечных батареях любого типа, как кремниевых, так и более новых тонкопленочных».

Результаты работы, проведенной в Институте атомной и молекулярной физики FOM в Голландии, опубликованы в журнале Optics Express.

Источник: PhysOrg.