Фізики здійснили прорив, поєднавши два типи кристалів, які зазвичай відштовхуються один від одного в природі. Це відкриття здатне радикально змінити індустрію відновлюваної енергетики та розв’язати головну проблему сучасних сонячних батарей — втрату ефективності через нагрівання. Про деталі наукової роботи в журналі Nature повідомляє Експерт.
Головна перешкода для сонячних панелей сьогодні полягає в тому, що сонце дає не лише світло, а й тепло. Величезна частина енергії перетворюється на «відпрацьоване тепло», через що панелі перегріваються, а їхня потужність стрімко падає. Нова технологія дозволяє захоплювати цю втрачену енергію та перетворювати її на електрику.
Сплав заліза та «м’який» ізолятор
Дослідники ризикнули поєднати матеріали-антагоністи: «твердий» енергетичний кристал Fe₂VAl (сплав на основі заліза) та «м’який» кристал BiSb. Перший чудово проводить струм, але миттєво втрачає потужність під впливом високої температури. Другий — виступає як топологічний ізолятор, головна функція якого полягає в блокуванні тепла.
Раніше вважалося, що ці два матеріали неможливо тримати разом, оскільки вони уникають контакту на молекулярному рівні. Проте фізикам вдалося створити з них єдиний композит. Тепер кристал BiSb захищає залізний сплав від перегріву, завдяки чому ефективність виробництва енергії зростає в рази.
Вигода для приватних споживачів
Це відкриття має критичне значення для побутового використання сонячної енергії. Навіть найсучасніші панелі сьогодні працюють на межі можливостей і часто виходять з ладу в спекотні дні. Новий метод поєднання кристалів дозволяє системам залишатися стабільними за будь-яких погодних умов.
Застосування розробки в серійному виробництві дозволить створити сонячні панелі нового типу, які не лише працюватимуть довше, а й видаватимуть стабільно високий ККД. Це зробить перехід на «зелену» енергію дешевшим та надійнішим для звичайних домогосподарств.