Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (МТІ) знайшли спосіб значного поліпшення ефективності конвертації енергії. Вони придумали використовувати маленькі віруси, для виконання тонкої складальної роботи на мікроскопічному рівні.
У сонячної панелі, коли світло потрапляє на світлозбираючий матеріал – це змушує його випускати електрони, які збираються і створюють електричний струм. Нове дослідження МТІ, опубліковане на цьому тижні в журналі Nature Nanotechnology, засноване на відкритті, згідно з яким, вуглецеві нанотрубки – мікроскопічні, порожнисті циліндри з чистого вуглецю, можуть дозволити збільшити ефективність збору електронів з поверхні сонячної панелі.
Попередні спроби використовувати нанотрубки, натикалися на дві проблеми. Перша: при створенні вуглецевих нанотрубок, зазвичай виходила суміш з двох видів провідників, один з яких діє як напівпровідник (іноді пропускаючи електричний струм, іноді ні), а інший як метали (діючи як дроти, легко пропускаючи струм). Це дослідження вперше продемонструвало, що властивості цих двох видів різні: напівпровідники можуть покращувати продуктивність сонячних панелей, а нанотрубки з металевими властивостями виробляють зворотний ефект – вони збиваються в кому, що знижує їх ефективність.
Вирішити ці проблеми дозволяють віруси. Аспіранти Ксіангнан Денг і Хюнджунг Юи, спільно з професором Анжелою Белчер та кількома іншими дослідниками, виявили, що генетично модифікований вірус під назвою M13, який зазвичай заражає бактерії, можна використовувати для розміщення нанотрубок на поверхні панелі. Це дозволяє розташувати їх окремо один від одного, таким чином, що вони не можуть створити коротке замикання і не збираються в ком.
На тестованій системі використовувалися недорогі і легкі світлочуттєві панелі, активний шар яких складається з діоксиду титану, а не з кремнію, як у звичайних сонячних панелях. За словами вчених, така ж техніка, може бути використана на інших видах панелей, включаючи нанокристалічні і органічні. У їх тестах, додавання створених вірусами структур, дозволило збільшити ефективність перетворення енергії з 8 до 10,6 відсотків – практично на одну третину.
Самі віруси і нанотрубки займають всього 0,1 відсотка від ваги готової панелі.
Оскільки впровадження даного процесу вимагає додавання всього одного нескладного виробничого процесу, його адаптація на існуючих виробництвах не викличе утруднень.
