Ученые объединили фотосинтез с квантовой физикой для повышения эффективности фотоэлементов

novyj-fotoelementЧетыре физика из Калифорнийского университета в Риверсайде решили объединить фотосинтез с квантовой физикой для разработки более экологически чистых фотоэлементов. Растения очень эффективно регулируют поток солнечной энергии, и, так как существующие сегодня искусственные фотоэлементы имеют эффективность всего около 20%, то ученые решили принять намеки природы.

Для работы современных фотоэлементов нужны контроллеры и преобразователи напряжения, чтобы управлять колебаниями потока солнечных лучей, на что в конечном итоге тратится масса энергии. Недостаточная эффективность фотоэлементов стала препятствием на пути их массового распространения. Но у растений нет таких дополнительных механизмов, которые могут препятствовать их функционированию. Команда Калифорнийского университета в Риверсайде решила переосмыслить преобразование солнечной энергии в свете как эффективности фотосинтеза, так и принципов квантовой физики.

Физики создали то, что в Калифорнийском университете назвали фотоэлементом с квантовым тепловым двигателем, устройство, которое помогает в процессе преобразования солнечного света в электроэнергию. Их новый фотоэлемент состоит из двух квантово-механических систем, которые поглощают один или два диапазона спектра солнечного света, что позволяет фотоэлементу поочередно поглощать свет высокой и низкой мощности. Согласно данным Калифорнийского университета, такая инновация дает возможность фотоэлементу «преобразовывать различные спектры солнечного света в электроэнергию, устойчивую к колебаниям.»

Для доцента университета Натана Габора, который принимал участие в исследовании, путь к новому более эффективному фотоэлементу начался в 2010 году с простого вопроса: «Почему растения зеленые?» Он обнаружил, что никто по-настоящему не понимает, почему, и решил начать поиск ответа. Его поиск, основанный на его знаниях физики, соединенных с более глубоким изучением биологии, поможет раскрыть секреты создания более эффективного фотоэлемента.

Источник: http://inhabitat.com/scientists-blend-photosynthesis-and-quantum-physics-to-improve-solar-cells/

Написать нам