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
Больше миллиона Гбит в секунду: японцы побили рекорд скорости передачи данных по оптоволокну
Новости
Хаос во благо: физики создали новый инструмент для квантового мира
Наука
Hugging Face выпустила недорогих человекоподобных роботов с открытым кодом
Новости
Китайский аккумулятор для электромобиля выдержал наезд 36-тонного танка
Новости
Воспитанники детских домов изучат основы работы с нейросетями
Новости
Четвероногий робот из Цюриха научился играть в бадминтон с людьми
Новости
В MIT раскрыли механизм набора веса из-за жирной пищи и как обратить его вспять
Наука
60 000 лет рядом: ученые выяснили, кто стал первым паразитом человека
Наука
Ректора Университета Иннополис избрали членом-корреспондентом РАН
Иннополис
В Корее робопса научили паркуру и бегу по стенам: посмотрите, что он может
Новости
Древний череп «человека-муравья» нашли в Аргентине
Наука
На селфи марсохода попал неожиданный объект: его заметили не сразу
Космос
Посмотрите на двух морских коньков, которых застукали за «поцелуем» в океане
Наука
Почти 10 000 роутеров Asus тайно заразили: как проверить свой и защититься
Новости
Ракета будет доставлять товары с AliExpress за час по всему миру: ее испытали в Китае
Новости
В России пригрозили «душить» иностранные сервисы: кто в опасности
Новости
Boston Dynamics усовершенствовала систему восприятия гуманоидного робота Atlas
Новости
Наклейка на лоб анализирует мозговые волны и предсказывает переутомление
Наука
Посмотрите на робота-трансформера, который меняет форму прямо в полете
Новости
Китай отправил миссию за образцами горных пород с квазиспутника Земли
Космос