Исследователи из Корейского университета разработали новое покрытие из наночастиц золота, которое способно поглощать почти весь спектр солнечного излучения и существенно повышать эффективность преобразования энергии.
Материал состоит из так называемых супрашаров — микроскопических сфер, формирующихся путем самоорганизации многих золотых наночастиц. В отличие от обычных пленок из отдельных наночастиц, которые поглощают преимущественно видимый свет, новая структура охватывает значительно более широкий диапазон длин волн, включая те, которые традиционные фотоэлектрические материалы улавливают плохо.
Читайте также:
Прорыв в зеленой энергетике. Австралийские исследователи открыли механизм восстановления солнечных панелей В ходе экспериментов ученые нанесли пленку из супрашаров на стандартный термоэлектрический генератор — устройство, преобразующее световую энергию в электрическую. Для проверки характеристик использовали светодиодный симулятор солнечного излучения. В результате средний уровень поглощения света достиг около 89%. Для сравнения, генератор с традиционной пленкой из отдельных золотых наночастиц поглощал примерно 45% света.
Компьютерное моделирование показало, что оптимизированные супрашары способны поглощать более 90% длин волн, характерных для солнечного спектра. Исследователи регулировали диаметр сфер, чтобы достичь максимального перекрытия с энергетическим распределением солнечного света.
Важным преимуществом технологии является простота изготовления. Пленку из золотых супрашаров удалось создать в обычных комнатных условиях — без использования чистых помещений или оборудования для сверхвысоких или сверхнизких температур. По словам авторов работы, такая методика нанесения покрытия может существенно снизить барьеры для внедрения высокоэффективных солнечно-тепловых и фототермических систем в практической энергетике.
Исследователи подчеркивают, что наночастицы золота и серебра являются привлекательными материалами благодаря относительной простоте производства. Однако именно использование самоорганизованных супрашаров позволяет существенно расширить спектральный диапазон поглощения и приблизиться к эффективному использованию почти всего солнечного излучения.
Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces
Читайте также:
Будущее фотовольтаики. Японские ученые создали уникальную молекулу для гибких солнечных панелей
