Новые термофотоэлектрики вырабатывают электричество даже ночью

21Апреля2016
Автор: Становой Сергей
E-mail

Проблема использования солнечных батарей в современной энергетике выплывает прямо из названия этих альтернативных источников энергии. Они прекрасно работают на солнце, но практически не вырабатывают электричество в его отсутствие – ночью. Да, в энергетическую систему можно включить ветрогенератор, но ветер ведь тоже не всегда есть. Одним из выходов из сложившейся ситуации может стать новая разработка ученых из Австралийского национального университета и Калифорнийского университета Беркли.

Уже существуют разработки, которые призваны не только повысить эффективность фотоэлементов (трубчатые солнечные батареи, фотоэлементы из черного кремния), но и заставить функционировать их в непогоду (всепогодная солнечная батарея). Теперь же команда ученых представляет на суд общественности новый вид материала, который способен генерировать электрический заряд даже в полной темноте. Вместо солнечного света видимой части спектра электромагнитных волн этот материал, названный учеными термофотоэлектриком, использует инфракрасное излучение – источник тепла.

Новый термофотоэлектрик – это отнюдь не природный материал. Для его создания ученые сложили двадцать чередующихся между собой слоев золота и фторида магния. Толщина каждого слоя составляет 35 и 45 нанометров соответственно. За основу, на которую уложили все эти слои, взяли 50-нанометровый слой нитрида кремния.

Затем с помощью сфокусированного ионного травления ученые вырезали (вытравили) прямоугольной формы вертикальные полости. В результате этого полученный электронный компонент, используя так называемое «явление гиперболической магнитной дисперсии», стал взаимодействовать с магнитной составляющей света и реагировать на тепло, источником которого собственно и является инфракрасный свет.

В принципе любой материал, так или иначе реагирует на инфракрасное излучение. Однако, благодаря именно гиперболической, а не простой дисперсии новый термофотоэлектрик взаимодействует с инфракрасным излучением наиболее сильно, преобразуя тепло в электроэнергию.

Ученые отмечают, что термофотоэлектрики в перспективе станут более эффективными по сравнению с традиционными фотоэлементами (по их прогнозам как минимум в 10 раз). Они также легко масштабируются, так как отдельный элемент имеет размер в несколько десятков нанометров. Для сравнения на срезе человеческого волоса помещается около 12 тыс. отдельных термофотоэлементов. Поэтому из фотоэлектриков можно будет создавать любые по площади энергогенерирующие системы. 

Источник информации: Австралийский национальный университет (www.anu.edu.au)

Добавить комментарий

Приветствуется любая точка зрения


Защитный код
Обновить