Tööstus

UCR töötab tõhususe suurendamiseks välja uue päikesepaneelide katte

UCR töötab tõhususe suurendamiseks välja uue päikesepaneelide katte


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ehkki päike kiirgab üle 50 protsendi oma valgusest „peaaegu infrapunakiirguse” valgusena, suudavad päikesepatareid neelata vaid nähtavat valgust, mis tähendab, et päikesepaneelide efektiivsus on tegelikult vaid umbes 20 protsenti. California Riverside'i ülikooli keemikute meeskond on aga nüüd leidnud viisi päikesepaneeli efektiivsuse suurendamiseks, ühendades anorgaanilised pooljuht nanokristallid orgaaniliste molekulidega, muutes seeläbi edukalt footoneid päikesespektri nähtavates ja lähi-infrapuna piirkondades. Uuringute taga on see, et päikeseenergia võib olla veelgi odavam, kui saab vähendada päikesepaneelide paigaldamiseks vajaliku maa hulka ja ehitamisega seotud tööjõukulusid.

"Päikesespektri infrapunapiirkond läbib fotogalvaanilisi materjale, mis moodustavad tänapäeva päikesepatareid," ütles keemiaprofessor Christopher Bardeen, kes viis projekti läbi koostöös keemia dotsendi Ming Lee Tangiga. „See on kadunud energia, hoolimata sellest, kui hea teie päikesepatarei on. Hübriidmaterjal, mille oleme välja pakkunud, haarab kõigepealt kaks infrapunakiirgusega footonit, mis tavaliselt läbiksid otse päikesepatarei elektriks muundamata, ja liidab seejärel nende energiad kokku, et saada üks suurema energiaga footon. Selle muundatud footoni neelavad fotogalvaanilised elemendid kergesti, tekitades valgusest elektrit, mis tavaliselt raisku läheks. "

Vikerkaarega päikesepaneelid [Pildi allikas: Steve Jurvetson, Flickr]

Professor Bardeen lisas, et materjalid "kujundavad päikesespektri ümber" nii, et see vastaks paremini päikesepatareides kasutatavatele PV materjalidele. Päikesespektri infrapunase osa kasutamine võib suurendada päikese PV efektiivsust 30 või enama protsendi võrra. Bardeen ja Tang kasutasid kaadmiumseleniidi ja pliiseleniidi pooljuht-nanokristalle ning difenüülantratseeni ja rubreeni orgaanilisi ühendeid. Kaks teadlast leidsid, et kaadmiumseleniidi nanokristallid võivad muuta nähtavaid lainepikkusi ultraviolettkiirguse footoniteks, pliiseleniidi nanokristallid aga peaaegu infrapunaseid footoneid nähtavateks footoniteks.

Saadud hübriidmaterjal allutati 980 nanomeetrisele infrapunakiirgusele, mis tekitas seejärel muundatud oranži / kollase fluorestseeruva 550 nanomeetri valguse, mis kahekordistas sissetulevate footonite energiat. Kaadmiumseleniidi nanokristallide katmine orgaaniliste liganditega võimaldas Bardeenil ja Tangil protsessi kuni kolme suurusjärgu võrra kiirendada, võimaldades seeläbi teed suurema efektiivsusega.

Bardeeni sõnul võib 550-nanomeetrise valguse neelata iga päikesepatarei materjal, mille võti on hübriidne komposiitmaterjal.

"Orgaanilised ühendid ei suuda infrapunakiirguses absorbeeruda, kuid sobivad hästi kahe madalama energiaga footoni ühendamiseks suurema energiaga footoniga," ütles ta. „Hübriidmaterjali kasutamisel neelab anorgaaniline komponent kaks footoni ja edastab nende energia orgaanilisele komponendile ühendamiseks. Orgaanilised ühendid tekitavad seejärel ühe suure energiaga footoni. Lihtsustatult öeldes võtavad komposiitmaterjalis olevad anorgaanilised valgused sisse; orgaanika saab valguse välja. "

Projekt sobib ka teistele potentsiaalsetele rakendustele, sealhulgas bioloogiline pildistamine, andmete salvestamine ja orgaanilised valgusdioodid. Bardeen kinnitab, et võime valgust ühest lainepikkusest teise, kasulikumasse piirkonda liigutada võib mõjutada kõiki tehnoloogiaid, mis sisaldavad footoneid sisendite või väljunditena.

Uuring on avaldatud aastal Nano tähed ning seda rahastati Riikliku Teadusfondi ja USA armee toetustest.


Vaata videot: Käsiraamatu Elekter päikesest ja tuulest koostajad Rein ja Merike Pinn Kuku raadios (Oktoober 2022).