Квантовые технологии могут радикально повысить эффективность солнечной энергетики

Юлия Кузнецова представила прототип солнечной ячейки нового поколения с  конверсионным слоем из  наночастиц, отличающихся высокой квантовой эффективностью преобразования энергии.

В  докладе Юлия Кузнецова обобщила результаты, базирующиеся на  фундаментальных исследованиях, проводимых в  лаборатории ФТИ УрФУ «Физика функциональных материалов углеродной микро- и  оптоэлектроники». Изучение оптических свойств наночастиц с  учетом квантово-размерного фактора позволило предложить перспективные материалы для солненой энергетики нового поколения.

«В  своей работе мы  стараемся использовать потенциал наночастиц оксида гадолиния как нового материала для конверсионных устройств, в  частности, для солнечных ячеек,  — говорит Юлия Кузнецова. —  В  исследуемых объектах мы  впервые обнаружили несколько новых эффектов, таких как гигантское фононное размягчение, транспорт и  преобразование энергии с  участием собственных дефектов матрицы, ультимодальное распределение оптических центров и  др. В  совокупности эти эффекты открывают новые возможности для минимизации тепловых потерь и  увеличения общей квантовой эффективности конверсии  УФ-излучения».

В  качестве потенциально возможного практического применения наночастиц ученые УрФУ предложили принципиальную схему модифицированной солнечной ячейки с  конверсионными слоями, обеспечивающими улучшенные параметры преобразования солнечного излучения по  сравнению с  существующими промышленными изделиями. В  перспективе стали возможными разработка и  создание солнечных элементов нового поколения с  увеличенным коэффициентом полезного действия до  30% и  выше.

Данный проект войдет состав Научно-образовательного центра мирового уровня, ориентированного на  передовые промышленные технологии, новые материалы и  энергетику. Центр создан в  Уральском регионе в  рамках национального проекта «Наука».

Руководитель лаборатории Анатолий Зацепин отмечает, что на  прошедшем в  Барселоне конгрессе были представлены доклады ведущих мировых специалистов в  области лазерной техники, оптики и  фотоники. Особенностью конгресса стало акцентирование внимания ученых как на  фундаментальных исследованиях, так и  на  их  использовании для практических целей. Доклад Юлии Кузнецовой был высоко оценен аудиторией и  удостоен награды в  рамках форума молодых ученых.

«В  содержательной части доклада представлены результаты исследований на  хорошем физическом уровне, а  также предложено их  конкретное практическое применение,  — говорит Анатолий Зацепин. —  Высокая оценка специальной комиссии конгресса свидетельствует не  только об  актуальности, но  и  практической значимости полученных научных результатов. Хотел  бы заметить, что помимо альтернативной энергетики, исследования в  данной области представляют интерес также и  для других сфер. В  частности, для создания различных функцональных устройств, работающих на  принципах квантовой физики, например, в  системах накопления, преобразования и  передачи информации».