Новая солнечная батарея нарушила законы физики

Новая солнечная батарея нарушила законы физики

Инженеры из Массачусетского технологического института создали солнечную батарею, которая может превращать тепло в свет, повышая свою энергоэффективность. Этим удалось преодолеть теоретически предсказанный предел, ограничивающий работоспособность фотоэлементов. Исследование опубликовано в журнале Nature Energy.

В 1961 году физики Уильям Шокли и Ганс Квиссер доказали, что существует абсолютный теоретический предел эффективности солнечных батарей, состоящих из однослойных кремниевых фотоэлементов, по переработке света в электричество, который составляет 32 процента. Однако в последнее время ученые рассматривают различные возможности преодоления этого предела. В новой работе инженеры предложили использовать для этой цели солнечную термофотовольтаику.

Смысл термофотовольтаики заключается в соединении обычных фотоэлементов с высокотехнологичными материалами. Вместо того чтобы рассеивать непригодную солнечную энергию в виде тепла, промежуточный компонент поглощает всю доступную энергию, пока не нагреется до температуры, достаточной для того, чтобы испускать излучение. Подбирая различные материалы, можно добиться, чтобы устройство испускало только такие электромагнитные волны, которые доступны для захвата солнечными батареями.

В устройстве использованы нанофотонные кристаллы, которые при нагревании способны излучать только определенные длины волн света. В данном случае кристаллы объединены с вертикально ориентированными углеродными нанотрубками и способны работать при температуре в тысячу градусов Цельсия. Нанотрубки являются идеальным поглотителем всего доступного солнечного излучения, превращая его в тепло, а кристаллы конвертируют тепло в свет.

В системе можно использовать линзы или зеркала, фокусирующие солнечный свет для поддержания высокой температуры. Специальный оптический фильтр пропускает все допустимые длины волн света к фотоэлементам и отражает любое нежелательное излучение. Отраженные волны затем повторно поглощаются, поддерживая температуру фотонного кристалла.

Команда исследователей проводила испытания работоспособности фотоэлектрического элемента с компонентами термофотовольтаики под прямыми солнечными лучами, а также в присутствии рассеянного света. Полученные результаты соответствовали предсказанным.

Lenta.ru

Похожие новости:
Ученые создали солнечные батареи прямо на тротуаре
Мы обычно видим панели солнечных батарей на крышах домов, так как они широкие и открытые поверхности, которые получают много солнечного света. Но команда ученых из университета Джорджа Вашингтона (Вашингтон, США) создала, как они утверждают - первые в мире солнечные батареи, которые могут ..
2013-10-12 2725 0 Технология
1
Гигантская батарея запитала 1400 домов
Крупнейшую в своём роде топливную ячейку мощностью один мегаватт установила во Фландрии химическая компания Solvay. Супербатареей, как называет её Discovery News, обзавёлся завод SolVin близ Антверпена. Топливная ячейка вырабатывает "чистое" электричество за счёт реакции водорода и кислорода, ..
2012-02-11 2064 0 Технология
0
Изготовлена самая большая в мире аккумуляторная батарея
Компания BYD по заказу государственной энергетической корпорации Китая (SGCC) построила батарею, которая, возможно, является самой большой в мире. Емкость аккумулятора составляет 36 МВт*ч, а его размеры превышают площадь футбольного поля. Гигантский накопитель создан для хранения энергии от комплекса ..
2012-01-10 3635 0 Технология
-1
Японцы изобрели батареи, заряжаемые в 100 раз быстрее существующих
В Японии компания Kaneka и Технический университет Айти разработали уникальную литиево-ионную батарею, которая может сверхбыстро заряжаться. Об этом проинформировали представители корпорации, сообщает Japan Times. Как стало известно, новое изобретение имеет способность восполнить энергетический баланс ..
2016-04-13 2295 0 Технология
0
Ученые создали солнечные панели, работающие днем и ночью
Специалисты из Гарвардского университета совместно с коллегами из MIT (Массачусетского технологического института) разработали солнечные панели, которые могут работать и днем и ночью. Что из себя предстовляет обычная солнечная батарея-Это система из объединённых между собой фотоэлектрических преобразователей, также называемых фотоэлементами. ..
2014-05-27 4095 0 Технология
0
Графен сделает солнечную энергию доступней
Благодаря уникальным свойствам графен может быть использован в будущем как новый эффективный материал для солнечных батарей. Что общего между физиками и юристами- И те, и другие в своей работе полагаются на законы. Вот только если нарушение законов государства может иметь не самые ..
2015-01-26 5913 0 Технология
2
Tesla подстраховала газовые электростанции большой батареей
Американская компания Tesla Motors 30 января 2017 года ввела в строй аккумуляторную систему хранения энергии, которая призвана компенсировать нехватку электроэнергии, вызванную отключением газовой электростанции. Как пишет The New York Times, батарея емкостью 80 мегаватт-часов заработала в Онтарио ..
2017-01-31 8485 0 Технология
0
Установлен новый рекорд квантовых вычислений
Ученые из Австралии и Японии, используя новую физическую реализацию кубита, установили новый рекорд квантовых вычислений. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Nanotechnology. Специалисты создали особую физическую реализацию кубита — квантового обобщения классического бита. ..
2014-10-15 1691 0 Технология
0
Разработана новая технология зарядки аккумуляторов
В последние годы инженеры заняты поиском способов преобразования избыточного тепла, сгенерированного в качестве побочного продукта промышленных процессов и преобразованием его в электричество. Эти усилия в первую очередь направлены на повышение эффективности термоэлектрических устройств. Согласно новому докладу, опубликованному в журнале Nature ..
2014-05-24 1718 0 Технология
0
Ученые создали уникальный 3D аккумулятор, стоимостью $0,05
Исследователям университета Бингемтон в Нью-Йорке удалось создать новый и очень уникальный аккумулятор, который стоит всего $ 0,05 в виде 3D напечатанной бумажной батарейки. Бактериальная бумажная батарея была вдохновлена оригами, которое было использовано для создания уникального механизма складывания, ..
2015-06-22 1612 0 Технология
1
Микророботы для путешествия внутрь организма
Идея путешествия внутри человеческого организма и лечения таким способом сложных заболеваний, выдвинутая писателями-фантастами в 50-60-х годах прошлого столетия, скоро может стать реальностью. Так исследователи из Института Макса Планка разрабатывают микророботов, которые свободно смогут передвигаться ..
2014-11-17 1733 0 Технология
0
Создан прозрачный аккумулятор с подзарядкой от солнца
Команда японских ученых из Университета Когакуин разработала почти полностью прозрачную литиево-ионную батарею, которая подзаряжается, поглощая солнечную энергию. Батарею они создали еще два года назад, но тогда она заряжалась через отдельную солнечную панель. Сейчас же необходимость в ней отпала — ..
2015-09-04 3303 0 Технология
1
Инженеры создали квантовый холодильник
Американские ученые разработали холодильник, который использует законы квантовой физики для снижения температуры. Результаты работы сотрудников Национального института стандартов и технологий (NIST) опубликованы на сайте организации. Новый прибор в рамках эксперимента позволил охладить квадратную медную пластину ..
2013-03-14 1565 0 Технология
0
Новая технология поможет смартфонам работать до 10 раз дольше
Японская компания Shin-Etsu Chemical создала новую технологию производства литий-ионных  аккумуляторов для мобильных устройств. Новая разработка поможет продлить время автономной работы смартфонов и планшетников до 10 раз. Изобретение японцев заключается в том, чтобы заменить применяемый в батареях материал, ..
2013-08-1 1971 1 Технология
0
Первый ребенок от трех родителей появился на свет в Мексике
В Мексике в апреле 2016 года появился на свет ребенок, зачатие которого происходило с использованием митохондриальной ДНК третьего человека. Об этом пишет журнал New Scientist, по этическим нормам сообщивший об удачном опыте только сейчас.Метод «трех родителей» заключается в пересадке ДНК митохондрий ..
2016-09-28 16788 0 Технология
0