Фотоклетка и батерия в едно – бъдещето на слънчевите централи

Разработка на китайски учени може да доведе до мини революция в слънчевите централи
(снимка: CC0 Public Domain)

Досега слънчевите електроцентрали изискваха огромни масиви от акумулатори, но необходимостта от батерии скоро може да изчезне. Китайски изследователи измислиха устройство, способно да „улавя” слънчевата светлина, да я преобразува в електричество и да я съхранява в структурата си.

Фотоволтаичните устройства, които преобразуват светлинната енергия в електрическа, формират гръбнака на технологиите за алтернативна енергия. Но те често трябва да бъдат свързани с батерии, които съхраняват генерираната енергия, тъй като потокът от слънчева светлина е нестабилен през деня.

В една нова разработка, за която съобщава American Physical Society, изследователите са създали устройство, което е способно едновременно да преобразува слънчевата светлина в електричество и да съхранява получената енергия. Електроните, „избити” от светлинните кванти, могат да бъдат задържани от устройството поне една седмица, след което започват да „изтичат” в околната среда.

Устройството, създадено от физици от Университета за наука и технологии в Суджоу, Китай, се основава на хетеропреход на Ван дер Ваалс, в който два материала са в контакт поради относително слабите взаимодействия на Ван дер Ваалс. Според учените, новото им устройство може да намери приложение в производството на енергия, фотодетектори или компютърна памет на базата на светлинни кванти.

Разработката се базира на волфрамов диселенид – полупроводников материал – и стронциев титанов оксид (STO) – прозрачен проводник. На повърхността на STO физиците са създали двуизмерен „електронен газ” (състояние, в което електроните се движат свободно и независимо), като обработват повърхността на материала със специални методи. Този иновативен подход позволява на устройството да се сдобие с нови свойства.

Такова хетеропреходно устройство е способно да функционира и като оптична памет. Информацията може да бъде въведена в него с помощта на светлинен импулс и да се съхранява, докато не се наложи да бъде прочетена под формата на импулс на електрически ток.