Разработка ученых УрФУ может повысить КПД солнечных элементов до 30% и выше

Молодой ученый Уральского федерального университета (УрФУ) Юлия Кузнецова представила прототип солнечной ячейки нового поколения с конверсионным слоем из наночастиц, отличающихся высокой квантовой эффективностью преобразования энергии.

Юлия Кузнецова обобщила результаты, базирующиеся на фундаментальных исследованиях, проводимых в лаборатории физико-технологического института УрФУ. Изучение оптических свойств наночастиц с учетом квантово-размерного фактора позволило предложить перспективные материалы для солненой энергетики нового поколения.

«В своей работе мы стараемся использовать потенциал наночастиц оксида гадолиния как нового материала для конверсионных устройств, в частности, для солнечных ячеек, — говорит Юлия Кузнецова. — В исследуемых объектах мы впервые обнаружили несколько новых эффектов, таких как гигантское фононное размягчение, транспорт и преобразование энергии с участием собственных дефектов матрицы, ультимодальное распределение оптических центров и др. В совокупности эти эффекты открывают новые возможности для минимизации тепловых потерь и увеличения общей квантовой эффективности конверсии УФ излучения».

В качестве потенциально возможного практического применения наночастиц ученые УрФУ предложили принципиальную схему модифицированный солнечной ячейки с конверсионными слоями, обеспечивающими улучшенные параметры преобразования солнечного излучения по сравнению с существующими промышленными изделиями. В перспективе станут возможными разработка и создание солнечных элементов нового поколения с увеличенным коэффициентом полезного действия до 30% и выше.

Данный проект войдет состав Научно-образовательного центра мирового уровня, ориентированного на передовые промышленные технологии, новые материалы и энергетику. Центр создан в Уральском регионе в рамках национального проекта «Наука».

Руководитель лаборатории Анатолий Зацепин отмечает, что на прошедшем в Барселоне конгрессе представлены доклады ведущих мировых специалистов в области лазерной техники, оптики и фотоники. Особенностью конгресса стало акцентирование внимания ученых как на фундаментальных исследованиях, так и на их использовании для практических целей. Доклад Юлии Кузнецовой был высоко оценен аудиторией и удостоен награды в рамках форума молодых ученых.