Исследователи из Мичиганского университета (США) открыли неожиданное свойство света, которое позволит создать «оптические батареи» - солнечные элементы без полупроводников.
Излучение обладает электрической и магнитной составляющими. Ранее специалисты полагали, что воздействие магнитного поля излучения настолько слабо, что им можно пренебречь.
Группа ученых под руководством Стивена Рэнда обнаружила, что при должной интенсивности, когда свет проходит через материал, не проводящий электричество, световое поле способно создавать магнитное воздействие, которое в 100 млн. раз сильнее, чем предсказывалось ранее. В этих условиях магнитное воздействие по своей силе эквивалентно электрическому.
В нынешних фотогальванических элементах свет проникает в материал, поглощается и производит тепло. Здесь исследователи ожидают получить очень низкую тепловую нагрузку. Энергия запасается в магнитном моменте, а не в поглощаемом свете. Интенсивную магнетизацию можно вызвать интенсивным излучением, после чего она становится чрезвычайно вместительным источником энергии.
Это становится возможным благодаря новооткрытой разновидности электрооптической поляризации или оптического выпрямления, поясняют ученые. В обычных условиях электрическое поле излучения является причиной разделения положительного и отрицательного зарядов в материале. В результате возникает разность потенциалов, аналогичная той, что существует в батарее. Ранее данный эффект был зарегистрирован только в кристаллических материалах, обладавших определенной симметрией.
В новом исследовании было зафиксировано, что при надлежащих условиях магнитное поле излучения способно создавать оптическое выпрямление и в других материалах. По оценкам специалистов, это магнитное поле начинает искривлять электроны С-образно, и каждый раз они немного продвигаются вперед. C-образное движение заряда приводит к формированию и электрического, и магнитного диполя. Если ученым удастся создать из этого длинный ряд, то будет получено огромное напряжение и, соответственно, источник энергии.
Пропускать сфокусированный до интенсивности 10 МВт/см2 свет можно через стекло, оно не проводит электричество. Солнечного света для этого недостаточно, поэтому ведется поиск новых материалов, которые дадут искомый эффект при более низкой интенсивности. Новая технология может привести к появлению дешевых солнечных элементов.