Новые источники энергии

Фотоэффектом называется испускание веществом электронов под действием электромагнитного излучения. В 1839 году Александр Беккерель наблюдал явление фотоэффекта в электролите. В 1873 году Виллоби Смит обнаружил, что селен является фотопроводящим. Затем эффект изучался в 1887 году Генрихом Герцем, и он считается автором данного эффекта. В 1890 годах фотоэффект систематически изучал русский физик Александр Столетов. Фотоэффект был объяснен в 1905 году Альбертом Эйнштейном, и за это, в 1921 году, он получил Нобелевскую премию.

Солнечные батареи – это один из вариантов получения электроэнергии. Они уже широко используются в регионах с большим количеством солнечных дней. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов, цена за 1кВт/час составляет примерно 0,25 доллара. Сообщается, что в отдельных лабораториях получены солнечные элементы с КПД 44 %. В 2007 году появилась информация, об изобретении российскими учёными (г. Дубна) элементов с КПД 54 %, но пока работы не вышли на уровень серийного производства, внедрения и продаж. Масштабы проектов в области солнечной энергетики растут. Правительства ряда европейских стран всерьез рассматривают замену газопроводов линиями электропередач из районов с пустынями, где можно построить огромные солнечные энергокомплексы, вырабатывающие дешевую электроэнергию.

Применение «солнечной энергетики» расширяется. К калькуляторам, не требующим подзарядки батареи, мы уже давно привыкли. Другой пример использования – мобильный телефон на солнечных батареях. Построен самолет HB-SIA, который оборудован солнечными панелями, аккумуляторами, моторами и пропеллерами, и способен летать без остановок, и без топлива. Другой пример: лодки и морские яхты на солнечных батареях, имеющие неограниченный ресурс по дальности.

Основной вопрос – цена. Очевидно, что кристаллические типы солнечных батарей уходят в прошлое, по причине своей дороговизны. Ряд компания, в том числе, американская компания Konarka Technologies, объявили об успешном окончании эксперимента по изготовлению солнечной батареи с использованием струйного принтера: это методика контролируемого нанесения материала на определенную основу, которая используется не только для изготовления полиграфической продукции, но и для решения ряда других задач, например, изготовления гибких микросхем. Суть технологии состоит в специальной жидкости, которую можно применять для струйной печати. Эта специальная «краска» содержит все необходимые для фотоэффекта материалы в виде наночастиц. Использование данной технологии для создания солнечных элементов устраняет потребность в сверхчистом кремнии, что существенно удешевит продукт.

Другая компания – Nanosolar была основана в 2002 году, в 2011 она занялась проектом постройки крупнейшего в мире завода по производству гибких солнечных батарей в Калифорнии, и самого крупного завода по их сборке в Германии. Они объявили о создании технологии, обеспечивающей самую низкую себестоимость в мире.

Рис. 229. Фотоэлементы Nanosolar