Одним из факторов, ограничивающих эффективность солнечных панелей, является скромная способность рабочего материала преобразовывать "энергичные" фотоны в пары электрон-дырка. При столкновении фотона с кремнием, к примеру, происходит возбуждение лишь одного электрона, он и становится частью электрического потока. Излишек энергии, которой обладал фотон, теряется в виде тепла, сообщает membrana.ru.
Долгие годы учёным было известно, что наночастицы работают эффективнее. Падающий на них фотон мог бы выбить два и даже три электрона, увеличивая электрический ток в разы. Но никто так и не взялся за осуществление идеи, отчасти из-за того что было не ясно, как собирать с мельчайших наночастиц ток.
Американцы в сотрудничестве с канадцами придумали подсоединить к электродам отдельные однослойные углеродные нанотрубки. Их вытянутая форма позволяет легче поделить электрон и дырку, "разлетающиеся" к разным электродам.
Сначала профессор Пол Макюэн (Paul McEuen) и его команда решили проверить, будут ли углеродные нанотрубки генерировать больше одной пары электрон-дырка на один фотон. Создав описанную выше конструкцию, они обнаружили, что при освещении её лазерными лучами происходит появление двух пар зарядов в каждой нанотрубке. Подключение слабого электрического тока к системе позволяло собрать этот излишек энергии.
Пока физики смогли получить прототип, который работает лишь при 60 К (-213 °C). Однако его последующее изучение приведёт к появлению нового устройства, которое сможет генерировать ток при более высоких температурах, уверены ученые.
Сейчас полученную конструкцию сложно назвать полноценной солнечной батареей, но в случае если технологию удастся увеличить в масштабе, будет достигнуто значительное повышение эффективности.