Дослідники показали, як можна модифікувати комерційно доступні кремнієві пластини в структуру, яка ефективно поглинає сонячну енергію та витримує високі температури, необхідні для установок із концентрованою сонячною енергією, здатні працювати до 24 годин на добу.

Вчені розробляють гібридну систему, яка об’єднує сонячні фотоелементи, які перетворять видиме та ультрафіолетове світло на електрику, термоелектричні пристрої, які перетворюють тепло на електрику, та парові турбіни для вироблення електроенергії. Термоелектричні пристрої та парові турбіни будуть рухатися теплом, що збирається і зберігається за допомогою дзеркал, які фокусують сонячне світло на «селективному сонячному поглиначі та відбивачі».

Для ефективного збирання сонячного необхідно спеціально розроблені поверхні, засновані на дешевих матеріалах, які могли б вибірково поглинати тільки фотони певного діапазону спектра світла, відбиваючи при цьому інші.

– Ключовим моментом є те, що для максимально ефективного захоплення сонячного світла потрібно зробити дві речі, які суперечать одна одній: перша – поглинати так багато сонячного світла, скільки це можливо; і друга – не перевипромінювати цю енергію. Справа в тому, що щось дуже гаряче починає світитися червоним, і ми намагаємося запобігти повторному випромінюванню і при цьому продовжити поглинання світла, – розповів Пітер Бермель, доцент Школи електротехніки та обчислювальної техніки Університету Пердью.

Саме він керував дослідницькою групою, яка продемонструвала спосіб модифікації кремнієвої пластини, щоб витримувати температури, що наближаються до 535 градусів Цельсія, без втрати стабільності чи продуктивності.

– У цьому дослідженні ми використовували готові кремнієві пластини як платформу для проектування, виготовлення та характеризації структури, здатної поглинати багато сонячного світла, не перевипромінюючи стільки тепла. Ми додаємо шар зверху та знизу, щоб надати йому більшої здатності поглинати сонячне світло, а також відбивати довші хвилі, – зазначив він.

Робота вчених була опублікована у журналі Applied Physics Letters.