Уникальная пористая структура кремниевых раковин микроорганизмов, заставляющая солнечные лучи многократно отражаться их от стенок, в течение миллионов лет позволяет им чрезвычайно эффективно использовать солнечный свет в процессе фотосинтеза.

Авторы исследования под руководством профессора Орегонского университета Грега Роррера (Greg Rorrer) сумели внедрить в эту структуру наночастицы оксида титана - полупроводникового материала, использующегося в солнечных батареях для прямого преобразования энергии солнечного света в электричество. Оказалось, что батареи на основе такого материала обладают в три раза большей эффективностью по сравнению с солнечными элементами, созданными на основе тех же материалов - кремния и оксида титана - с помощью самых последних нанотехнологических достижений.

Внедрение титана осуществляется еще на стадии роста водорослей, которые культивируются в специальной водной среде, обогащенной растворимыми соединениями кремния и титана. В результате метаболизма водорослей титан в биологической форме встраивается в раковины. После этого с помощью стандартных химических растворителей живая ткань может быть легко отделена, а биологический титан переведен в форму неорганического полупроводникового соединения - наночастиц диоксида титана.

Тогда раковины, нанесенные на поверхность прозрачного электрода, могут использоваться непосредственно в конструкции батарей.

Добиться такого "встраивания" оксида титана в структуру пористых кремниевых материалов стандартными методами нанотехнологий невозможно. Несмотря на то, что технология, предложенная учеными, немного увеличивает стоимость и без того недешевых солнечных батарей, энергетический эффект, по мнению ученых, значительно превосходит затраты.

Последние новости

Популярные новости