Это прорыв: мощность солнечных генераторов увеличилась в 15 раз26.08.2025 13:01

Ученые активно работают над развитием солнечных термоэлектрических генераторов (STEG). От традиционных фотоэлементов, применяемых в современных панелях, STEG отличаются способностью конвертировать не только солнечный свет, но и любые формы теплового излучения. Их конструкция основана на двух поверхностях разной температуры, между которыми расположены полупроводники, создающие электрический ток благодаря эффекту Зеебека, пишет ScienceDaily.

Несмотря на потенциал технологии, современные STEG обладают низкой эффективностью, что ограничивает их широкое использование. Обычно такие устройства способны превращать всего около 1% поступающего солнечного света в электричество, тогда как обычные солнечные батареи достигают показателя в районе 20%. Однако ученые из Университета Рочестера смогли существенно повысить производительность STEG.

Специалисты создали устройство STEG, генерирующее в 15 раз больше энергии, чем существующие аналоги. Повышение производительности основано на применении трех инновационных подходов. Первым шагом стало создание специальной поверхности горячего участка путем обработки обычного вольфрама методом «черного металла». Применение мощных фемтосекундных лазерных импульсов позволило сформировать на поверхности металла наноструктуры, улучшающие избирательное поглощение солнечного света и снижающие потерю тепла на иных частотах.

Второй метод заключался в покрытии полученного слоя полимерным материалом. Так образовалась своеобразная миниатюрная теплица. Она позволяет эффективно изолировать горячий участок, уменьшая теплопередачу и сохраняя тепло внутри системы. За счет этого повышается общая рабочая температура горячего элемента.

Третья стратегия направлена на оптимизацию отвода тепла с холодного участка. Для этого ученые использовали алюминий, обработанный фемтосекундными импульсами. В результате сформировалась особая структура поверхности, способствующая повышению излучательной способности и усилению воздушного охлаждения. Данный подход позволил удвоить коэффициент охлаждения по сравнению с обычным типичным радиатором.

По словам ученых, усовершенствованные STEG могут обеспечить питание светодиодных ламп гораздо экономичнее существующих технологий. Помимо освещения, разработчики видят перспективы внедрения своей разработки в устройствах интернета вещей, носимой электронике и автономных системах энергоснабжения удаленных регионов.

Ранее специалисты разработали уникальную систему беспроводной передачи энергии.