В 2014 году испанские учёные разработали фотоэлектрический элемент из кремния, способный преобразовывать в электричество инфракрасное излучение Солнца.

Перспективным направлением является создание фотоэлементов на основе нано антенн, работающих на непосредственном выпрямлении токов, наводимых в антенне малых размеров (порядка 200–300 нм) светом (то есть электромагнитным излучением частоты порядка 500 ТГц). Нано антенны не требуют дорогого сырья для производства и имеют потенциальный КПД до 85 %.

При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов наиболее эффективными, с энергетической точки зрения, устройствами для превращения солнечной энергии в электрическую являются полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи (ФЭП), поскольку это прямой, одноступенчатый переход энергии. КПД производимых в промышленных масштабах фотоэлементов в среднем составляет 16 %, у лучших образцов до 25 %. В лабораторных условиях уже достигнуты КПД 44,7%.

Солнечные элементы на основе монокристаллического кремния наиболее востребованный вид фотоэлементов на рынке солнечной энергетики (более 80% всех производимых фотоэлементов). Во многом это обусловлено высоким КПД, надежностью и освоенностью технологии получения монокристаллического кремния.

В последнее время наметился прогресс в создании ФЭП на основе нано антенн, напрямую преобразующих электромагнитную энергию светового излучения в электрический ток. Перспективность нано антенн обусловлена их высоким теоретическим КПД (до 85 %) и потенциально более низкой стоимостью.

Теоретически признанная экологическая безопасность солнечных батарей увеличивает число потенциальных потребителей солнечной энергии, особенно среди поклонников «зеленых» технологий. Здесь нельзя не отметить, что в производстве фотоэлементов и в используемых для их производства материалах, а также в дополнительном оборудовании для солнечных электростанций (аккумуляторах) зачастую используются токсичные вещества. Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д., а их производство потребляет массу других опасных веществ. Современные фотоэлементы имеют ограниченный срок службы (30–50 лет), и массовое применение поставит в ближайшее же время сложный вопрос их утилизации, который тоже не имеет пока приемлемого с экологической точки зрения решения.

Конец ознакомительного фрагмента.