Ученые из Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета разработали наночастицы, которые увеличивают долю света, захватываемого солнечными элементами. Новая конструкция сделает производство солнечных батарей дешевле.
Исследователи использовали для создания фоточувствительного слоя наночастицы необычной формы. Часть из них сплюснута, а другие вытянуты по отношению к вектору падающего электрического поля. Правильное расположение наночастиц увеличивает почти на 10% поглощение света.
Созданный исследователями солнечный элемент работает на основе принципа таммовского плазмон-поляритона. Это сгусток света, который заперт между фоточувствительным слоем и зеркалом. Оно создает дополнительную полосу поглощения света в фоточувствительном слое, рассказывают ученые. В предыдущих аналогичных работах ученым удавалось повысить долю поглощаемого света, но при этом не весь он преобразовывался в электричество.
Мы предложили новую модель органического солнечного элемента, в которой фоточувствительный слой выполнял одновременно две роли: поглотителя и зеркала для возбуждения таммовского плазмон-поляритона.
Рашид Бикбаев, научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН, соавтор разработки
Ученые добавляют, что новый подход к созданию солнечных элементов не только позволяет повысить эффективность устройства, но также сокращает его стоимость. Например, с помощью нового подхода можно полностью отказаться от использования металлических контактов и минимизировать потери в конструкции.
