Филмът улавя пропилените дължини на вълната на светлината, за да увеличи ефективността на слънчевите клетки

Сподели

Слънчевите клетки са една от най-важните технологии в прехода към възобновяема енергия, но все още има много място за подобрение. Изследователи от Нюйоркския университет (NYU) Tandon вече са разработили тънък филм, който повишава ефективността на слънчевите клетки чрез преобразуване на пропилените дължини на вълната на светлината в такива, които могат да се използват за производство на електричество.

Силицият е избраният материал за повечето слънчеви клетки, които се използват днес, но въпреки че той превъзхожда в абсорбирането на червения край на видимия спектър на слънчевата светлина, той почти игнорира по-късите дължини на вълните като ултравиолетовата и синята светлина. Учените експериментират с различни дизайни на слънчеви клетки, материали и багрила, които биха могли да използват повече от спектъра, но досега беше трудно да се постигне значим напредък.

Сега изследователите от NYU Tandon може би са направили пробив с тънък филм, който може да преобразува UV и сини фотони от слънчева светлина в близки инфрачервени фотони. Филмът може да се използва за повишаване на ефективността на съществуваща силициева слънчева клетка, като по същество й позволява да събира енергия, която иначе би била изгубена.

Важното е, че не блокира другите дължини на вълните на светлината, които силицият може лесно да използва. И като допълнителен бонус, намаляването на количеството ултравиолетово лъчение, което удря слънчевата клетка, може да им помогне да издържат по-дълго.

Филмът е съставен от неорганичен перовскитен материал, легиран с малки количества итербий. Перовскитът е способен да абсорбира синята светлина и да прехвърля тази енергия към итербия, който я излъчва като близка инфрачервена светлина. След това тези червени фотони могат да бъдат уловени от силициевата слънчева клетка, допълвайки обичайната й диета, идваща директно от Слънцето.

При тестове екипът установи, че филмът може да преобразува сини фотони в червени с ефективност от 82,5 процента. Важно е тази цифра да не се бърка с ефективността на самата слънчева клетка – те все още се движат в средата на 20-те години за силиций – но този нов филм трябва да помогне да се увеличи това. До каква степен е въпрос за допълнителни тестове.

Изследователите вече са експериментирали с начини за подобряване на своя дизайн. В последващо проучване те промениха температурата на производствения процес, за да намалят количеството бисмут, което излиза от материала. Получените филми се похвалиха с ефективност на преобразуване на сини към червени фотони до 95 процента.

И все още може да има място да отидете по-високо. Екипът казва, че е възможно да се преодолее 100-процентовата бариера за ефективност, което би означавало, че се излъчват повече червени фотони от броя на сините фотони, които удрят филма. Пътят към този потенциален пробив обаче засега остава неясен.

„Все още не знаем точно (как да повишим ефективността над 100 процента)“, каза Ерай Айдил, водещ автор на изследването, пред New Atlas. „Ние обаче имаме някои идеи, базирани на хипотезата за това как се случва емисията на първо място. Ние поемаме по два маршрута – (1) провеждаме експерименти, за да разберем подробностите за това, което прави този материал специален, и (2) изследваме подобно структурирани материали с различни елементарни замествания.

Изследването е публикувано в списанието Материали Horizons.

източник: NYU Tandon



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели