Один квадратный метр такого керамического фотоэлемента способен дать столько же электроэнергии, сколько производят 1000 квадратных метров обычной солнечной батареи.
Такое открытие удалось получить группе экспертов из ETH Zurich, которое обладает беспрецедентным потенциалом, бросающим вызов законам физики, имея невероятно маленький размер, пишет Еcoticias.
Такая фотоэлектрическая керамика в тысячу раз эффективнее современных солнечных панелей на основе кремния.
Фотоэлектрическая энергия зарекомендовала себя как мощный источник, даже потеснив атомную энергетику, однако для солнечных панелей требуется много места, но группе исследователей удалось создать первую фотоэлектрическую керамику с беспрецедентным потенциалом и невероятно малым размером, пишет ECONews со ссылкой на команду ученых из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.
Доказано, что особенностью этой керамики с ее высокими эксплуатационными характеристиками является наноструктура, состоящая из двух важнейших компонентов - одного материала, имеющего большой коэффициент поглощения света, и другого - обладающего хорошей проводимостью электричества (даже лучше, чем перовскит и кремний).
В слое, поглощающем свет, используются наночастицы оксида алюминия и перовскита с их замечательными свойствами поглощения света.
Перовскиты включены в высокостабильный оксид алюминия, который, в свою очередь, защищает их от тепла, влажности и механического воздействия. При попадании солнечного света на керамику, электроны в наночастицах перовскита возбуждаются и переходят на более высокий энергетический уровень.
Затем электроны очень эффективно собираются, транспортируются в кристаллы оксида алюминия, которые являются каналами в керамике. Далее они выводятся на поверхность для создания электрического тока.
Такая специфическая структура и текстура позволяют керамике равномерно аккумулировать и сохранять энергию, поступающую от солнца, по всей поверхности панели, и достигать высокой критической температуры реакции 1500 градусов во всем материале.
Новый тип солнечных панелей оказался в 1000 раз прочнее обычных кремниевых фотоэлементов, так как 1 квадратный метр керамики может произвести столько же электроэнергии, сколько производят 1000 квадратных метров обычной солнечной батареи. Новая технология способна доставлять дешевое электричество многим потребителям.
Керамика обладает способностью расщеплять молекулы воды на водород и кислород под воздействием солнечного света, что приводит к образованию и хранению чистого водородного топлива. Исследователи не могут объяснить, как керамика достигает такой высокой температуры.
Еще одна особенность фотоэлектрической керамики заключается в том, что она изготовлена из тех же элементов, что и обычная керамика, которая используется уже тысячи лет, однако новый тип наноструктуры и подход к ее производству, использованный командой из ETH Zurich, превратили этот старинный материал в революционный источник энергии.
Исследователи также разработали технологию использования 3D-печати для производства керамики, тем самым привнося аспект гибких, индивидуальных энергетических решений на основе солнечной энергии, которые фактически могут быть включены в инфраструктурные системы и конструкции, что может помочь сделать солнечную энергию более дешевой и универсальной для многих целей.
Благодаря возможности нагрева керамики до температур до 1500 градусов с помощью концентрированного солнечного света, можно применять технологию в концентрирующих солнечных электростанциях для высокотемпературной обработки материалов, например, цемента, стали и в других случаях промышленного использования.
