Международная исследовательская группа открыла, что комбинируя графеновые элементы различных геометрических форм можно добиться преобразования 90% солнечного света в электроэнергию.
Графен представляет собой материал, стоящий из одного слоя атомов углерода, объединенных в гексагональную решетку. Помимо хороших показателей прочности, он обладает высокой тепло- и электропроводимостью, а также способен поглощать свет любой частоты, что делает его идеальным материалом для фотодетекторов широкого применения, биосенсоров и фотоэлементов.
Комбинируя графеновые ленты, кресты и цилиндры между широкими прямоугольными плоскими листами, ученые установили, что при попадании солнечного света на участки их соединения, в материале образуется сильный фототок. Исследователи утверждают, что при правильном структурировании, материал потенциально способен преобразовывать свет в электроэнергию с эффективностью 90%.
В большинстве солнечных батарей фототок возникает только при наличии соединения двух разнородных материалов, таких как p-n переходы, границы между двумя типами полупроводников. Однако в чистом графене фотоэлектронная эмиссия возникает, когда лист полностью лишен избыточного электронного заряда и абсолютно нейтрален. Генерация фототока не требует специальных переходов, вместо этого процессом можно управлять с помощью простого разрезания и формовкой листа графена в необычные конфигурации.
Исследователи говорят, что материал можно использовать для создания полупрозрачных устройств, подходящих для размещения на окнах, автомобилях или комбинирования с традиционными фотоэлементами для сбора энергии, которая обычно не поглощается. В данный момент ученые сосредоточены на изучении механизма взаимодействия материала с излучением инфракрасного спектра.
Другое открытие в этой области сделали исследователи из Цюрихского университета, которые разработали новый тип наночастиц для искусственного фотосинтеза. Технология позволяет производить чистое водородное топливо из воды и солнечного света.
текст: Илья Бауэр, фото: Shutterstock