Предоставление услуг по сопровождению устойчивого развития бизнеса в России

Прозрачные солнечные батареи для теплиц не помешают фотосинтезу растений

20.01.2021
Прозрачные солнечные батареи для теплиц не помешают фотосинтезу растений

Ученые из Германского центра авиации и космонавтики разработали селективный фотоэлектрический элемент из аморфного германия на основе ультратонкого поглотителя с n-i-p структурой и тонкопленочного спектрального селективного оптического фильтра.

По словам исследователей, изготовленные по такой технологии солнечные панели найдут применение в агровольтаических проектах, тепличных комплексах и фотобиореакторах. Посвященная разработке статья опубликована в Optics Express.

«Благодаря сильному волноводному эффекту и высокому коэффициенту поглощения аморфного германия можно уменьшить толщину поглотителя до 5–10 нм и при этом достигнуть эффективности 5% для непрозрачного фотоэлектрического элемента, — объяснил глава проекта Норберт Остертун. — В качестве материала поглотителя мы выбрали аморфный германий вместо кремния из-за его более высокого коэффициента поглощения для света с длиной волны более 500 нм».

Инновационный спектрально-селективный элемент при своей работе использует так называемую «зеленую полосу» и инфракрасную часть спектра, которые не требуются для фотосинтеза. А необходимые растениям для этого процесса синий и красный свет свободно проходят через солнечную панель.

По словам исследователей, изготовленные по такой технологии солнечные панели найдут применение в агровольтаических проектах, тепличных комплексах и фотобиореакторах. Посвященная разработке статья опубликована в Optics Express.

«Благодаря сильному волноводному эффекту и высокому коэффициенту поглощения аморфного германия можно уменьшить толщину поглотителя до 5–10 нм и при этом достигнуть эффективности 5% для непрозрачного фотоэлектрического элемента, — объяснил глава проекта Норберт Остертун. — В качестве материала поглотителя мы выбрали аморфный германий вместо кремния из-за его более высокого коэффициента поглощения для света с длиной волны более 500 нм».

Инновационный спектрально-селективный элемент при своей работе использует так называемую «зеленую полосу» и инфракрасную часть спектра, которые не требуются для фотосинтеза. А необходимые растениям для этого процесса синий и красный свет свободно проходят через солнечную панель.

Технология изготовления усовершенствованных фотоэлементов подразумевает применение плазменно-химического осаждения из газовой фазы и магнетронного распыления. Это проверенные и хорошо зарекомендовавшие себя в фотоэнергетической отрасли методы создания тонких пленок. Солнечный элемент имеет многослойную структуру металл-оксид-металл-оксид (МОМО) и работает как резонатор Фабри-Перо.

 «Природа MOMO-структур допускает их одновременное использование в качестве и оптического фильтра, и электрического контакта, — объяснил один из исследователей Норберт Остертун. — Пропускание спектрально-селективного солнечного элемента можно легко отрегулировать в соответствии с потребностями растений, изменяя только толщину слоя отражателя».

Согласно отчету исследователей, фотоэлемент показал эффективность преобразования солнечной энергии 1,6–2,3% при пропускании 4–16% синего и 34–48% красного света.

«В настоящее время мы готовим проект, в котором спектрально-селективные фотоэлектрические элементы будут увеличены до размера небольшого модуля, — сказал Остертун. — Затем эти модули будут протестированы в теплицах в Альмерии и Ольденбурге, которые представляют собой образцы условий двух очень важных для тепличного растениеводства регионов Европы».

Источник: ЭкоТехника
Все комментарии
Комментировать
Введите число, которое видите на картинке

Чистые технологии: