КПД солнечных батарей можно увеличить с нынешних 30% до более чем 60%, утверждает в последнем номере журнала Science профессор химии из университета Техаса Ксяоян Зу. Ему вместе с помощниками удалось значительно увеличить выработку электрической энергии из солнечной с помощью традиционных солнечных батарей.

На сегодняшний день эффективность самых лучших солнечных батарей не превышает 31%. Столь низкий КПД объясняется тем, что большая часть солнечной энергии превращается не в электрическую, а в тепловую.

Тепловая энергия теряется в виде так называемых горячих электронов. Если бы удалось поймать горячие электроны, то выход электроэнергии, по крайней мере теоретически, удалось бы повысить вдвое -- до 66%.

Создание идеальной солнечной батареи, уверен профессор химии Зу, состоит из трех этапов. Сначала нужно замедлить процесс охлаждения горячих электронов, т.е. сделать так, чтобы они отдавали тепло медленнее. Этот шаг уже сделан. Для замедления процесса охлаждения горячих электронов, как установили в прошлом году ученые, хорошо подходят полупроводниковые кристаллы. Неплохие результаты дают коллоидные полупроводниковые нанокристаллы.

На втором этапе необходимо поймать горячие электроны и быстро использовать их, прежде чем они потеряют всю свою энергию. Наиболее обещающе в этом отношении выглядят, уверен профессор Зу, полупроводниковые нанокристаллы или, как их еще называют, квантовые точки, фрагменты проводника или полупроводника, ограниченные по всем трем пространственным измерениям и содержащие электроны проводимости.

Профессор Зу с коллегами решил и вторую задачу -- сумел извлечь горячие электроны. В ходе экспериментов они эффективно передавались от нанокристаллов селенида свинца, составляющих верхний слой солнечной батареи, к проводнику электронов, обычно изготавливаемому из двуокиси титана. Ученые уверены, что задачу можно решить при помощи квантовых точек, сделанных и из других материалов.

Создание высокоэффективных солнечных батарей с КПД 66%, уверен Ксяоян Зу, не за горами. Ученый сейчас работает над решением третьей задачи -- минимизировать потери энергии при передаче горячих электронов проводнику.