Американские ученые нашли новый метод получения энергии из света

Ученые из Университета Пенсильвании, США, продемонстрировали новый механизм для извлечения энергии из света. Это открытие может улучшить технологии производства электроэнергии из солнечного света и привести к более эффективному поколению оптоэлектронных устройств, используемых в коммуникации. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале ACS Nano.

Даун Боннелл, вице-проректор университета и профессор материаловедения и инженерии в Школе инженерии и прикладных наук, руководил данным проектом вместе с докторантом Дэвидом Конклином.

«Мы очень рады, что нашли процесс, который является гораздо более эффективным, чем обычные методы фотопроводимости», — сказал Боннелл. «Использование такого подхода может сделать солнечные батареи и оптико-электронные приборы намного лучше».

Проект основан на плазмонных наноструктурах, в частности, материалов, изготовленных из частиц золота и светочувствительных молекул точных размеров, расположенных в конкретных моделях. Плазмоны могут быть «возбуждены» в таких системах при помощи оптического излучения, что заставляет их колебаться и вырабатывать электрический ток. Поскольку эти материалы могут повысить рассеивание света, то у них есть потенциал, чтобы быть с успехом использованными в различных технологических сферах, таких как увеличение поглощения в солнечных фотоэлементах.

Чтобы изучить механизм создания индуцированного тока плазмонами, ученые систематизировали различные компоненты плазмонных наноструктур, изменяя размер наночастиц золота, молекул и расстояние между ними. В результате, ученые разработали конкретные структуры, которые позволяют повысить фототока от электронов, полученных из плазмонов. Этот метод позволяет увеличить функциональность солнечных батарей в перспективе от 3 до 10 раз. Разработчики считают, что в будущем краска, покрывающая, например, ноутбук, может действовать как солнечная батарея, снабжая устройство энергией без необходимости в подключении к сети.