luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Новый материал втрое увеличит КПД солнечных элементов



Инженеры Калифорнийского университета Сан-Диего разработали тонкий и гибкий светопоглощающий материал, который не дает зданиям и машинам нагреваться летом и способен увеличить производительность солнечных элементов в 3 раза.

Защитный материал абсорбирует более 87% света ближнего инфракрасного диапазона (от 1200 до 2200 нм), а на 1550 нм — длина волн волоконно-оптической связи — поглощение составляет 98%. Он способен поглощать свет, падающий под любым углом и, теоретически, его можно настроить таким образом, чтобы он пропускал определенные длины волн, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Идеальные поглотители света уже существуют, но они громоздкие и хрупкие, кроме того, их невозможно настроить на разные длины волн. Новый материал на окнах мог бы, к примеру, не пропускать ИК-излучение в комнату, но не препятствовать обычному свету и радиоволнам.

Поглотитель создан на основе оптического феномена поверхностного плазмонного резонанса, коллективного движения свободных электронов, которое происходит на поверхности металлических наночастиц при взаимодействии с определенными длинами волн света. Металлические наночастицы могут переносить много свободных электронов, поэтому проявляют сильный поверхностный плазмонный резонанс, но по большей части в видимом свете, не в инфракрасном.



Учные из Сан-Диего посчитали, что если смогут изменить число носителей свободных электронов, то смогут настроить поверхностный плазмонный резонанс на другие длины волн. «Если уменьшить их число, то мы сдвинем плазмонный резонанс к ИК. Если увеличить — к ультрафиолетовому региону», — говорит один из руководителей исследования, профессор Дональд Сирбьюли.

Однако, к металлам этот подход применить непросто, поэтому инженеры создали поглотитель из материалов, которые можно модифицировать так, чтобы они переносили различное число свободных электронов — из полупроводников. А именно — из оксида цинка, у которого средний уровень свободных электронов. И соединили его со сплавом алюминия и оксида цинка, который содержит высокое число свободных электронов — не так много, как в металле, но достаточно, чтобы приобрести плазмонные свойства в инфракрасном спектре, пишет Phys.org.

Затем слой этого материала был нанесен на кремниевую подложку в виде нанотрубок высотой 1730 нм и диаметром от 650 до 770 нм, после чего нанотрубки перенесли с кремния на тонкий эластичный полимер. В результате получилась гибкая и прозрачная пленка, которая может покрывать большие площади, например, окна. «Обычно наноматериалы не производятся крупнее пары сантиметров, так что это большой шаг вперед», — заявил профессор Сирбьюли.

Создавать умные окна и инфракрасное камуфляжное покрытие может позволить открытие новых свойств оптического материала с фазовым переходом — никелата самария. С его помощью исследователи смогли динамически управлять светом в более широком волновом диапазоне и с большей амплитудой модуляции, чем когда-либо прежде.

Tags: материал
Subscribe

Posts from This Journal “материал” Tag

promo luckyea77 june 19, 23:05 11
Buy for 10 tokens
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Март 2018 года Индустриализация стала основным инструментом достижения экономического богатства стран, начиная с появления прядильных машин в конце XVIII века; при смене технологических укладов менялись местами мировые промышленные лидеры. Какой…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment