Российские и французские учёные придумали новый оптимальный способ разработки люминесцентных концентраторов солнечной энергии и уже создали образцы устройств, которые преобразуют световую энергию в электрическую наравне с лучшими мировыми образцами.
Кто не слышал о растущих потребностях в альтернативных источниках энергии, которые и эффективнее, и экологичнее исчерпаемых нефти, газа и угля. Один из таких источников – солнечная энергия, благодаря специальным устройствам – солнечным батареям (учёные называют их более строго – фотоэлектрические преобразователи, ФЭП) преобразуемая в электрическую. Такие батареи, в современном их понимании, изобрели в середине 50-х годов американские учёные. Буквально через несколько лет этими фотоэлементами уже стали оснащать искусственные спутники Земли. Коэффициент полезного действия первых батарей был чуть больше 5%. Со временем они совершенствовались. Сейчас КПД некоторых лабораторных образцов уже достигает 40%, и это не считается пределом. Солнечная энергия отвоёвывает всё больше места в общемировой энергетике, ей пророчат ведущие позиции в будущем, но в настоящем по ряду причин её доля остаётся довольно скромной, составляющей не более 2% от общего количества вырабатываемой электроэнергии.
Одно из препятствий на пути более широкого использования солнечной энергии – относительно низкий КПД преобразователей при высоких затратах на их производство. Учёные, разумеется, пытаются решить эту задачу. Способов для этого много, среди них – использование так называемых концентраторов световой энергии, например люминесцентных солнечных концентраторов (ЛСК). Учёные пытаются создать такие ЛСК, которые могли бы перерабатывать в электроэнергию весь спектр падающего на Землю солнечного излучения. Кроме того, они трудятся над оптимизацией этого процесса.
Разрабатывает люминесцентные концентраторы и группа российских учёных в составе международного коллектива из четырёх организаций: Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН, ООО «Репер-НН», Института физики им. Б.И. Степанова НАН, Labo. CMOS, CNRS UMR 5253, Institut Charles Gerhardt, Université Montpellier 2. Исследователи уже изготовили рабочую модель ЛСК. Для этого в полимерной композиции они растворяли специально синтезированные люминофоры, которые затем отверждали под действием света, чтобы получить плёнки полимера толщиной 250 микрометров. После плёнки склеивали с массивным стеклом толщиной 1 см, а сами фотоэлементы прикрепляли к торцам этой же стеклянной пластины.
В ходе экспериментов учёные измерили КПД своего устройства и установили, что у полученных ЛСК более высокий коэффициент концентрации энергии, кроме того, они более эффективно преобразуют световую энергию в электрическую по сравнению с известными аналогичными устройствами, присоединёнными к ЛСК. В частности, это происходит по причине того, что у вновь синтезированных люминофорных комплексов оказалось практически нулевое самопоглощение. Это позволяет передавать по оптопроводящим путям испускаемый люминофорами свет практически без потерь.
Источник: zemladom.org
