Солнечная энергия, несмотря на все усилия разработчиков и производителей фотогальванических батарей, пока не стала основным источником электричества.
Наиболее серьезными препятствиями на пути широкого распространения солнечных батарей является их низкий КПД, сравнительно короткий срок службы и высокая стоимость. Похоже, что японским исследователям удалось в значительной мере решить все три проблемы.
До настоящего времени исследованиями в области фотогальванического преобразования занимались физики. Ключ к успеху, как это часто бывает, лежал в привлечении специалистов из другой области — в данном случае, биологов. В сотрудничестве со специалистами Национального института морских биоресурсов и океанографии исследователи из Токийского университета создали солнечный элемент, характеризующийся КПД 50%. Как утверждается, он практически не подвержен старению под действием погодных условий, а в производстве новые элементы будут существенно дешевле имеющихся на рынке.
Ученые подсмотрели решение в мире животных. Точнее говоря, в тканях самых распространенных обитателей мирового океана — сине-зеленых водорослей (цианобактерий). Это — единственные бактерии, способные к оксигенному фотосинтезу. Ключевую роль в фотосинтезе играют пигменты синего цвета фикобилины, которым бактерии обязаны своим названием.
Исследователи покрыли слоем вышеупомянутого пигмента фотогальванические ячейки из кристаллического кремния. Наиболее простым способом для этого оказалось «поселить» культуру водорослей на кремниевую пластину. Водоросли неприхотливы — питаются они солнечной энергией, а продуктами жизнедеятельности являются вода и кислород. Высокая степень поглощения пигментом света помогла повысить КПД. Кроме того, водоросли защищают батарею от атмосферных воздействий, а поскольку отсутствует дорогостоящий этап покрытия пластины защитными полимерными пленками, снижается себестоимость производства батарей.
Разработчики уже ведут переговоры с неназванным немецким производителем о выпуске солнечных батарей на стеклянной основе с покрытием из водорослей. Такие стекла можно будет использовать в герметичных стеклопакетах, внутреннее пространство которых заполнено морской водой, чтобы обеспечить водорослям привычную среду обитания. Если все пойдет по плану, окна с приятным сине-зеленым оттенком можно будет встретить в остеклении офисов и жилых домов еще до конца текущего года.
Источник: iXBT