Модифицированный вирус увеличивает КПД солнечных панелей на одну треть

Исследователи из Массачусетского технологического института (МТИ) нашли способ значительного улучшения эффективности конвертации энергии. Они придумали использовать маленькие вирусы, для выполнения тонкой сборочной работы на микроскопическом уровне.

В солнечной панели, когда свет попадает на светособирающий материал - это заставляет его выпускать электроны, которые собираются и создают электрический ток. Новое исследование МТИ, опубликованное на этой неделе в журнале Nature Nanotechnology, основано на открытии, согласно которому, углеродные нанотрубки - микроскопические, полые цилиндры из чистого углерода, могут позволить увеличить эффективность сбора электронов с поверхности солнечной панели.

Предыдущие попытки использовать нанотрубки, натыкались на две проблемы. Первая: при создании углеродных нанотрубок, обычно получалась смесь из двух видов проводников, один из которых действует как полупроводник (иногда пропуская электрический ток, иногда нет), а другой как металлы (действуя как провода, легко пропуская ток). Это исследование впервые продемонстрировало, что свойства этих двух видов различны: полупроводники могут улучшать производительность солнечных панелей, а нанотрубки с металлическими свойствами производят обратный эффект - они сбиваются в ком, что снижает их эффективность.

Решить эти проблемы позволяют вирусы. Аспиранты Ксиангнан Дэнг и Хюнджунг Юи, совместно с профессором Анжелой Белчер и несколькими другими исследователями, обнаружили, что генетически модифицированный вирус под названием M13, который обычно заражает бактерии, можно использовать для  расстановки нанотрубок на поверхности панели. Это позволяет расположить их отдельно друг от друга, таким образом, что они не могут создать короткое замыкание и не собираются в ком.

На тестируемой системе использовались недорогие и легкие цветочувствительные панели, активный слой которых состоит из диоксида титана, а не из кремния, как в обычных солнечных панелях. По словам ученых, такая же техника, может быть использована на других видах панелей, включая нанокристаллические и органические. В их тестах, добавление созданных вирусами структур, позволило увеличить эффективность преобразование энергии с 8 до 10,6 процентов - практически на одну треть.

Сами вирусы и нанотрубки занимают всего 0,1 процента от веса готовой панели.

Поскольку внедрение данного процесса требует добавления всего одного несложного производственного процесса, его адаптация на существующих производствах не вызовет затруднений.

Оригинал (на англ. языке): Physorg

• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции
• Телескоп «Джеймс Уэбб» показал рождение тысяч новых звёзд в «Омара»
• GE Aerospace испытала гиперзвуковой двигатель без движущихся частей
• Ученые создали нейросеть из ДНК, способную к обучению
• Инженеры впервые передали квантовые сигналы по стандартному Интернет-протоколу