Эффективность солнечных панелей улучшили с помощью фотосинтеза

Технология, основанная на имитации фотосинтеза, снижает потери энергии при преобразовании света в электричество.

Исследователи из Университета штата Мичиган использовали светопоглощающий полупроводник и зеркало, чтобы повысить эффективность солнечных батарей. Технология использует поляритоны, чтобы обеспечить перенос энергии на расстоянии без потерь.

В своей работе ученые использовали тонкий светопоглащающий полупроводник из ароматического углеводорода (тетрафенилдибензоперифлантена), размещенный на распределенный брэговский отражатель. Это слоистая структура, в которой показатель преломления материала периодически изменяется перпендикулярно слоям.

В новой системе фотоны света, падающие на поверхность, не преобразовываются в экситоны (электронно возбуждение), вместо этого они сохраняют свои светоподобные свойства. Смесь фотонов, электронов и дырок известна как поляритон. В поляритонной форме его светоподобные свойства позволяют энергии быстро преодолевать относительно большие расстояния в 0,1 мм.

Схема фотосинтеза (а) и устройство аналогичной «антенны» для солнечной батареи (b). Общий принцип работы устройства представлен на рисунке (c): свет падающий на полупроводник в виде поляритонов движется в сторону приемника без потерь, где преобразуется в экзитоны. На рисунке (d) вид сверху на устройство под микроскопом, черная зона — приемник. Изображение: Bin Liu et al., Optica

Идея этого процесса основана на работе фотосинтеза, объясняют ученые. Одним из способов потери энергии солнечными элементами являются токи утечки, возникающие в отсутствие света. Это происходит в той части солнечного элемента, которая принимает отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные «дырки», образующиеся при поглощении света, и разделяет их на стыке между различными полупроводниками для создания электрического тока.

Природа минимизирует эти потери при фотосинтезе с помощью больших светособирающих «антенных комплексов» в хлоропластах и гораздо меньших «реакционных центров», где электроны и дырки разделяются для использования в производстве сахара. Разработанная технология представляет собой аналог такой «антенны», заключают авторы исследования.


Читать далее:

Древние викинги страдали от опасной болезни. Ее вызывает паразит из Африки

Установка на Марсе производит кислород со скоростью среднего дерева

Физики охладили атомы до рекордной температуры. Они в миллиарды раз холоднее космоса

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Вирус герпеса перестраивает геном человека, но есть способ его остановить
Наука
Разработаны роботы размером с игрушечную машинку для ремонта водопроводных труб
Новости
В Самаре запустили первый в России дата-центр, объединяющий майнинг и ИИ
Новости
Болезнь Паркинсона на ранней стадии определят по ушной сере
Наука
BI-стратегия компании: что она дает и как ее создать
Мнения
В Мариинке показали оперу, которую дописал искусственный интеллект
Новости
Открыт нейронный путь, который приводит к бессонице после перенесенного стресса
Наука
Китайский маглев установил рекорд: разогнался до 650 км/ч за семь секунд
Новости
Австралийские бабочки используют звезды для навигации в пространстве
Наука
Древний череп из Китая впервые позволил понять, как выглядели денисовцы
Наука
Открыта загадочная связь между уровнем кислорода и магнитным полем Земли
Космос
Альтернатива сжиганию: разработана технология переработки угля в высокотехнологичное сырье
Наука
Ракета Starship Илона Маска взорвалась на площадке при подготовке к испытаниям
Космос
TECNO MEGABOOK K15S: универсальный ноутбук для тех, кто работает, создает и отдыхает
Кейсы
Два китайских спутника встретились на орбите Земли
Космос
В Москве пройдет второй Международный технологический конгресс МТК-2025
Новости
Из перовскита создали датчик изображения, который улавливает в три раза больше света
Новости
ИИ научили предсказывать риск провала технологических новинок
Новости
Разработан нанопластырь с микроиглами, который может заменить биопсию
Наука
В глубинах Тихого океана обнаружили пауков, питающихся бактериями
Наука