Чтобы увеличить эффективность солнечных батарей, разработчики, как правило, используют способы, которые могут позволить батареям находиться под солнечными лучами как можно больше. Например, в конструкциях модулей часто используют вращающиеся основания, благодаря которым солнечные панели поворачиваются вслед за солнцем и, таким образом, энергия аккумулируется в течение всего светового дня.

Ученые из университетов Пенсильвании, Иллинойса (США) и голландской компании LUXeXcel Group разработали технологию, позволяющую существенно повысить эффективность солнечных батарей. Разработка основана на идее использования линз и изогнутых зеркал для фокусировки солнечного света на фотоэлементе. Это не новая идея - подобные панели разрабатываются с 70 годов прошлого столетия, но существующие образцы не завоевали популярность, так как они откровенно недешевы в производстве, требуют сложной системы слежения за солнцем, и, чтобы они были достаточно эффективны, они должны занимать большую площадь. Теперь ученые нашли способ не только удешевить производство, но и сделать панели намного меньше, чтобы, в итоге, их можно было разместить на крыше дома.

Панели состоят их трех слоев. Нижний слой представляет собой систему вогнутых концентрирующих зеркал, верхний - систему линз. Между ними расположены миниатюрные фотоэлементы из арсенида галлия, нанесенные на тонкий лист стекла (или пластика). Для фокусировки солнечного света лист с фотоэлементами передвигается между пластинами при помощи небольших моторов, скользя в тонком слое специального масла для оптики. Для работы панелей в течение восьми часов требуется переместить среднюю часть "сэндвича" всего лишь на один сантиметр.



Исследователи полагают, что простота решения и использование недорогих материалов - таких, как акриловый пластик или оргстекло - имеют большую практическую значимость. Но, предупреждают они, эффективно работать панели смогут лишь в районах с большим количеством прямых солнечных лучей - для концентрации рассеянного света они не подходят и теряют свои преимущества.

Ученые проверили работу прототипа, установив его на территории студенческого городка государственного муниципального колледжа Пенсильвании. Прототип работал целый день и смог собрать в 100 раз больше солнечной энергии, несмотря на то, что распечатанные на 3D-принтере пластиковые линзы не соответствовали спецификации.