Разработаны фототермические чернила: они позволят повысить эффективность солнечных батарей
Полые «нанокапсулы» из медного купороса могут быть очень перспективны для будущих плазмонных фототермических материалов.
Ученые ищут, как повысить эффективность использования солнечной энергии. Это может быть особенно полезно как для солнечных батарей, питающих электричеством целые здания, так и для солнечных водонагревателей, сушильных систем и других важных объектов.
Ученые использовали эффект Киркендалла для синтеза полых нанокластеров из сульфида меди (Cu27S24). Эффект Киркендалла заключается в том, что граница раздела между двумя металлами начинает перемещаться вследствие разных скоростей диффузии атомов. Обычно его используют для обратного — чтобы убрать пустоты из металлов.
Нанокластеры из сульфида меди являются полупроводниками, в отличие от обычных плазмонных наноматериалов из благородных металлов. Как правило, это золото или серебро. Они демонстрируют плазмонные фототермические эффекты при освещении видимым светом. Полупроводникам требуется меньшая энергия на межзонный переход, а также меньшие потери на рассеяние. Кроме того, по словам исследователей полая структура нанокластеров может повысить эффективность преобразования света в тепло и, возможно, позволит выйти за пределы видимого диапазона.
Что же сделали исследователи? Они объединили теоретические расчеты и моделирование методом конечных элементов для определения оптических свойств наноклеток. Это позволило предсказать их превосходную солнечную фототермическую эффективность. На основе результатов оценки были разработаны солнечные фототермические наночернила и нанопленки.
Результаты опубликованы на сайте Nano Research.