Наночастицы в свете солнца

Группа молодых ученых Центра лазерной и информационной биофизики ОГУ под руководством старшего преподавателя кафедры радиофизики и электроники кандидата физико-математических наук Дениса Кислова работает над последним поколением мощных и экологически чистых солнечных батарей.

Ученые Оренбургского госуниверситета разрабатывают методы повышения эффективности работы солнечных батарей (ячеек) за счет внедрения металлических наночастиц, обладающих плазмонными свойствами. Известно, что фотовольтаика (область физики, изучающая методы преобразования солнечной энергии в электричество) является в настоящее время одной из наиболее динамично развивающихся областей науки и техники. Абсолютные хозяева рынка солнечных батарей – фотовольтаические устройства на основе кремния, у которых, однако, есть ряд недостатков. В этой связи возникла необходимость обратить внимание на другие технологии создания батарей, в частности, на технологию изготовления тонкопленочных солнечных элементов с применением диоксида титана (ячеек Гретцеля). Такие солнечные батареи устойчивы к температурным перепадам, работают в значительно более широком интервале освещенности, долговечны и просты в эксплуатации.

- Ячейки Гретцеля на основе диоксида титана являются одними из наиболее перспективных представителей третьего поколения солнечных батарей, – рассказывает Денис Кислов. – Ряд преимуществ делает их не только востребованными на рынке продаж, но и конкурентными относительно кремниевых изделий. Солнечные батареи этого типа изготавливаются из дешевых экологически чистых материалов и не требуют сложного оборудования при производстве.

Полученные оренбургскими учеными экспериментальные данные показывают, что добавление наночастиц серебра в конструкцию солнечных ячеек приводит к увеличению их коэффициента полезного действия. Кроме этого, обнаружено существенное влияние наночастиц серебра на емкостные и транспортные свойства солнечных ячеек Гретцеля.

– Эти результаты могут лечь в основу метода повышения эффективности работы электрохимических солнечных ячеек, сенсибилизированных красителями, и в перспективе помогут в создании солнечных батарей с улучшенными характеристиками, – считает Денис Кислов.