Фотоэлектрические технологии незаменимы, если мы всерьез хотим смягчить последствия изменения климата. Тем не менее, сегодня более 70% энергии, доступной нам от солнца, в обычных фотогальванических элементах тратится впустую. Без решения этой проблемы мало надежды на устойчивый технологический прогресс в этой области.
Рабочая температура является критическим фактором способности солнечного элемента преобразовывать солнечный свет в бесплатную чистую энергию. Соответственно, многие исследования до сих пор были посвящены углублению понимания влияния температуры на эффективность фотогальванических солнечных элементов. Удивительно, но до сих пор мало внимания уделялось вопросу о том, какой в конечном итоге будет эта самая температура.
В статье под названием «Влияние поддержания фиксированной температуры окружающей среды на оценку производительности фотоэлектрических устройств», опубликованной в научном журнале Physical Review Applied, исследователи Центра солнечной энергии израильского Университета Бен-Гуриона в Негеве ответили на этот вопрос, сбалансировав скорости фотонов и уровни энергии фотоэлектрического эффекта.
Этот новый подход предполагает колебание температуры в ответ на тепло, выделяемое при поглощении света и соединении с окружающей средой с фиксированной температурой, в то время как текущий анализ опирался на предположении, что температура фотоэлемента останется неизменной независимо от условий ее эксплуатации.
«Прочная теоретическая база нашей статьи является предпосылкой для значительного технологического прогресса. Прояснение скрытых до сих пор аспектов фотогальванического эффекта способствует реализации новых прорывных концепций, таких, как терморадиационные и термофотонные элементы», — говорит ведущий автор статьи доктор Ави Нив.
Терморадиационные и термофотонные элементы представляют собой усовершенствованные концепции фотоэлектрического преобразования энергии, которые позволяют утилизировать отработанное тепло промышленных процессов (терморадиация) или более эффективно преобразовывают поток солнечной лучистой энергии в электричество (термофотоны).
