Вчені розробили покриття для підвищення енергоефективності сонячних батарей

0
13

Одним з найважливіших питань сучасності є стан екології. Знизити ризик заподіяння шкоди навколишньому середовищу дозволяє альтернативна енергетика-отримання енергії з відновлюваних джерел, таких як сонце, вода і вітер. Особливо перспективним є напрямок сонячної енергетики — за рахунок повної відсутності шкідливих викидів в атмосферу. Незважаючи на екологічність, цей метод видобутку енергії має свої недоліки – використовувані сьогодні покриття не забезпечують повного поглинання сонячного світла.

Мінімізувати втрати, викликані відбиттям світла від поверхонь колекторів сонячного випромінювання, покликаний проект «антиотражающие чорні композиційні покриття на основі наноструктурованого вуглецевмісного анодного оксиду алюмінію», який розробляють доценти кафедри мікро — і наноелектроніки спбгету «леті» катерина муратова і світлана налімова.

«як відомо, будь-які покриття здатні відбивати, поглинати і пропускати сонячне світло. Наші покриття є антиотражающими, тобто частка відбитого від них електромагнітного випромінювання на 1-2 порядки нижче, ніж частка минулого і поглиненого. При цьому вміст вуглецю дозволяє регулювати співвідношення між ними», — пояснює катерина муратова.

Створення антиотражающих покриттів базується на принципі електрохімічного анодування алюмінієвих підкладок – в електроліт на основі щавлевої і винної кислот занурюється алюміній і під дією електричного струму формується углеродосодержащее пористе покриття.

» наша технологія найбільш економічно вигідна в порівнянні з технологіями створення аналогів абсорбуючих елементів, наприклад, на основі кремнієвих пластин, за рахунок використання відносно недорогих матеріалів-це алюміній, у вигляді фольги або покриття, і електролітів з різною концентрацією винної і щавлевої кислот. Також процес менш енерговитратний і не вимагає дорогого обладнання», – коментує катерина муратова.

За словами вчених, розроблена технологія дозволить використовувати покриття не тільки у видимому, але і в інфрачервоному діапазоні спектра. Це може лягти в основу досліджень енергетики «розумного одягу», електроживлення якої буде здійснюватися за рахунок тепла людського тіла. На наступних етапах планується модифікувати покриття шляхом формування нанокомпозитів.

У 2020 році автори проекту виграли грант президента російської федерації для державної підтримки молодих російських вчених – кандидатів наук. Науково-дослідна робота є логічним продовженням досліджень шарів пористого анодного оксиду алюмінію, що проводяться в навчально-науковій лабораторії «наноматеріали» в спбгету «леті». Кілька років тому керівником проекту катериною муратовою були представлені унікальні результати досліджень оптичних властивостей мембран пористого анодного оксиду алюмінію в широкому діапазоні довжин хвиль (від 190 нм до 15 мкм). Виявлені вченими закономірності послужили приводом для подальшого вивчення особливостей цього матеріалу.