Группа ученых из Массачусетского технологического института, возглавляемая Марком Бальдо, нашла способ снизить стоимость «солнечной энергии». В роли концентратора света выступила смесь красителей.
Органические пленки поглощают и переадресуют свет
Концентраторы напоминают обычные цветные стекла. Однако нанесенный на них слой способен концентрировать, сжимать и перенаправлять свет на солнечную батарею.
На свойстве веществ впитывать свет построены различного типа солнечные панели. Примером могут служить разработанные специалистами института прикладной химии Чанчуня и швейцарского Федерального технологического института батареи с сенсибилизированными красителями. Новый подход американских ученых предполагает использовать красители не для того, чтобы вырабатывать энергию, а как промежуточное звено, направляющее фотоны на обычную солнечную панель.
Тонкий слой нескольких органических пленок на плоском стекле продемонстрировал интересный эффект. Краски вначале поглощали свет, а затем излучали его в толщу материала, где лучи подвергались многократному внутреннему отражению и «добегали» до края стеклянного листа. Торцевые грани стеклянных концентраторов светились ярче, чем лицевая сторона.
Стеклянная панель превратилась в своего рода волновод. Концентрация света оказалась чрезвычайно высока. В процессе исследования решался вопрос о долговечности пленок. Изучению было подвергнуто вторичное отражение света в толще стекла. В результате красители были определены методом подбора. Они поглощали свет на одной частоте, а излучали его на другой.
По технологии новые концентраторы напоминают голографические солнечные батареи, созданные в 2006 году американской компанией Prism Solar Technologies. Голограмма, зажатая между 2 слоями стекла, «вырезала» из солнечного света волны тех частот, которые сильнее других воздействовали на фотоэлектрическую батарею.
Устройство концентраторов Бальдо и Кº намного проще и эффективнее. Изобретение открывает возможность строить солнечные батареи, воспринимающие расширенный диапазон волн. Каждое из двух стекол улавливает и концентрирует световые волны своей частоты. Солнечные батареи, питаемые светом определенного диапазона, размещают в торцах стекол. Концентраторы работают без точной ориентации на Солнце. Техника органических пленок позволяет значительно снизить стоимость солнечного электричества.