Исследователи из Санкт-Петербурга улучшили технологию передачи энергии на расстоянии
Специалисты Физико-технического института имени Иоффе Российской академии наук усовершенствуют фотопреобразователи — один из ключевых компонентов систем, благодаря которым можно передавать энергию на расстоянии при помощи лазерного луча. Сегодня такие технологии рассматриваются для широкой сферы применения: от дистанционной подзарядки спутников до передачи электрической энергии из космоса на Землю. А в будущем, говорят ученые, их можно будет применять и в быту.
Как рассказали «Энергии+» авторы разработки, существующие преобразователи имеют естественный предел: даже если направить на них лазерный луч высокой плотности, они не смогут преобразовать его в достаточно мощный ток. В новых преобразователях эти ограничения удается обойти.
Разработанные фотопреобразователи получили на основе арсенида галлия — соединения галлия и мышьяка. В него добавили слой с изменяющимся содержанием алюминия, для того чтобы лазерное излучение преломлялось в нем, как солнечный луч преломляется в кристалле кварца. Благодаря плавному изменению концентрации алюминия излучение удалось провести по заранее выстроенному «маршруту» внутри фотопреобразователя, направив его на фоточувствительную зону. Таким образом удалось создать преобразователи, преобразующие лазерное излучение значительно большей плотности. Если существующие системы на основе кремния способны преобразовывать в электричество лазерный пучок плотностью (или интенсивностью) в 30 ватт на квадратный сантиметр, то улучшенные — до десяти киловатт на квадратный сантиметр, в 300 с лишним раз больше.
Сегодня существуют технологии, которые позволяют из подобных, но кремниевых преобразователей получать сложные сборки, способные эффективно преобразовывать лазерное излучение и добиваться напряжения в десятки вольт. Наша следующая задача — научиться производить аналогичные сборки на основе разработанной структуры фотопреобразователя. В перспективе с их помощью беспроводной энергией можно будет пользоваться даже в быту — например, заряжать электроприборы.
Владимир Хвостиков
Ведущий научный сотрудник лаборатории фотоэлектрических преобразователей Физико-технического института имени Иоффе
Научный коллектив продолжает совершенствовать свою разработку.
