Эффективность в 15 раз выше: что смогли изменить в солнечном генераторе

Команда Рочестерского университета представила новый тип солнечного термоэлектрического генератора, который оказался в 15 раз эффективнее предыдущих аналогов. Об этом сообщает журнал Light: Science and Applications. В отличие от привычных фотоэлементов, которые преобразуют свет напрямую, устройство использует разницу температур между горячей и холодной сторонами. Такой подход основан на эффекте Зеебека и до сих пор считался малоэффективным.

Как работает технология черного металла

Профессор Чунлей Го и его коллеги решили не менять полупроводники, а улучшить сами поверхности генератора. Горячая сторона получила покрытие из вольфрама, обработанного фемтосекундными лазерами. Эта обработка изменила структуру металла, превратив его в "чёрный металл", который лучше поглощает и удерживает солнечное тепло. Сверху добавили прозрачный пластик, создающий эффект теплицы и уменьшающий теплопотери.

Секрет холодной стороны

На обратной стороне генератора учёные использовали тот же метод лазерной обработки алюминия. На его поверхности образовались микроструктуры, которые помогают быстрее рассеивать тепло за счёт излучения и конвекции. Эффективность охлаждения увеличилась вдвое по сравнению с обычным металлом. Совокупность этих мер позволила увеличить мощность устройства в 15 раз.

Перспективы применения разработки

Прототип успешно использовался для питания светодиодов. Разработка может найти применение в автономных датчиках, носимой электронике и системах возобновляемой энергии для удаленных районов, где нет доступа к электросетям. Ученые считают, что такая технология поможет сделать солнечную энергию более доступной и откроет новые возможности для энергоснабжения в будущем.