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

• 3D-печатная грибная топливная ячейка предлагает биоразлагаемое решение для получения энергии
• Колебания доменных стенок в 2D материалах раскрывают новый механизм сверхпроводимости
• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов