Этот уникальный подход, разработанный доктором Гэвином Беллом и доктором Йорком Рамахерсом из физического факультета Уорика, использует газ, а не вакуум, для передачи электроэнергии.Устройство по сути представляет собой тонкий стеклопакет.
Внешнее стекло прозрачное и проводит электричество. Внутреннее окно покрыто специальным материалом, который действует как источник электронов при освещении солнечным светом — это называется «фотокатодом».Два стекла разделены безопасным инертным газом, например, аргоном — точно так же, как в высококачественных окнах с двойным остеклением.
Когда солнечный свет попадает на устройство, электроны выбиваются из фотокатода и отскакивают через газ к внешнему стеклу, не поглощаясь и не теряясь.Это полностью отличается от того, как электроны действуют в существующих солнечных панелях, и открывает возможность улучшения методов производства солнечной энергии — тогда как улучшения в классической фотоэлектрической энергии трудно найти.Затем электроны собираются, а электрическая энергия закачивается в сеть.
Это можно сделать через зазор, заполненный газом, а не через вакуум, что было бы гораздо более рентабельным для любого практического устройства.Доктор Белл и доктор Рамахерс повторно исследовали идеи о фотоэлектрическом эффекте, восходящие к Николе Тесла и Альберту Эйнштейну, когда они рассматривали возможность использования этих идей для современного производства солнечной энергии, что привело к развитию этого нового процесса.Д-р Гэвин Белл с факультета физики Уорикского университета прокомментировал:«Приятно найти новый поворот в идеях, восходящих к началу 20-го века, и как физику-материаловеду интересно искать материалы, которые бы работали в среде, столь отличной от стандартных фотокатодов».
Оптимальный материал для светочувствительного слоя еще предстоит определить, и исследователи предложили ряд материалов-кандидатов, включая тонкие пленки алмаза, которые будут очень прочными и долговечными.Прозрачность фотокатода может варьироваться, что позволяет использовать тонированные окна, генерирующие солнечную энергию.
Исследователи хотели бы, чтобы научное сообщество подумало о потенциально оптимальных материалах:«Мы считаем, что проблема материалов здесь действительно важна, поэтому мы хотели побудить сообщество ученых-материаловедов проявить творческий подход», — сказал д-р Белл. «Наше устройство радикально отличается от стандартных фотоэлектрических устройств, и его можно даже адаптировать для других экологически чистых технологий, таких как преобразование тепла напрямую в электричество, поэтому мы надеемся, что эта работа вдохновит на новые достижения».