Исследователям Американский института физики с помощью нанотехологий удалось создать солнечные панели зеленого цвета. Они использовали мягкую литографию, чтобы напечатать массив наноцилиндров, которые рассеивают зеленый свет. При этом такие солнечные батарей обладают огромным потенциалом для обеспечения доступной возобновляемой энергии, так как многим людям не нравятся традиционные черные и синие панели. Архитекторы, домовладельцы и градостроители могут получить более красивую технологию, которая позволит маскировать фотопанели под газон, черепицу или стену.
Новое исследование, опубликованное на этой неделе в Applied Physics Letters, может сделать будущее солнечной технологии более красочным. Исследователи разработали метод импринтинга существующих солнечных панелей с кремниевыми наноцилиндрами, которые рассеивают зеленый свет обратно к наблюдателю. Панели имеют зеленый цвет при осмотре с большинства углов, но у них более низка мощность из-за потери поглощенного зеленого света. Снижение составило 10%.
— Новый метод изменения цвета панелей не только прост в применении, но и привлекателен как элемент архитектурного дизайна и имеет потенциал для расширения их использования (фотопанелей- ред.), — считает Верена Недер, исследователь Исследовательского института в Амстердаме (AMOLF) и ведущий автор статьи.
Большинство исследований солнечных элементов сосредоточено на повышении эффективности и сокращении затрат. В настоящее время солнечные панели, продаваемые широкому числу потребителей, в идеале могут выдавать 22% КПД, т.е. превращать свет в полезную энергия. Цветные солнечные панели тоже давно есть на рынке, но красители и отражающие покрытия, которые придают им свой цвет, слишком сильно снижают эффективность.
Недер и его коллеги создали более мощные зеленые панели солнечных батарей с помощью литографии с мягким отпечатком, которая работает как оптический штамп, который запечатывает плотную группу кремниевых наноцилиндров на поверхностях ячеек. Каждый наноцилиндр имеет ширину около 100 нанометров и обладает электромагнитным резонансом, рассеивающим определенную длину волны света. Геометрия наноцилиндра определяет, какую длину волны он рассеивает и может быть точно настроен для изменения цвета солнечного элемента. Отпечаток снижает эффективность солнечной панели примерно на 2%.
Однако этот метод легко масштабировать для промышленного производства. Достаточно использовать печать размером с солнечную панель, которая за один раз сможет покрыть наночастицами всю панель.
В отличие от существующих цветных солнечных панелей, нанопатроны дают постоянный цвет с разных углов обзора.
Наноцилиндры также могут быть полезны при изготовлении тандемных солнечных элементов, которые складывают несколько слоев, каждый из которых предназначен для поглощения определенных частей спектра, для достижения эффективности более 30%.
Далее исследователи хотят разработать печать для создания красных и синих солнечных элементов. Тогда они осваивают эти три цвета, основные цвета света, они могут создавать любой цвет, потенциально даже белый.