Более эффективные, долговечные солнечные элементы возможны благодаря стеклу

Более эффективные, долговечные солнечные элементы возможны благодаря стеклу

Самоохлаждающиеся, более долговечные и более эффективные солнечные элементы достигаются простым добавлением тонкого слоя стекла.

Статья, опубликованная сегодня в онлайн-журнале Оптика обрисовывает в общих чертах возможное решение для лучшего доступа к солнечной энергии.

Солнечные элементы работают путем преобразования солнечной радиации в энергию. В результате этого процесса ожидается определенная потеря энергии.

Но удивительное количество энергии теряется из-за перегрева солнечных элементов. Это ограничивает способность клетки вырабатывать электроэнергию и сокращает срок ее службы.

Победить тепло

Компания Исследовательская команда из Стэнфордского университета в Калифорнии обнаружил, что когда тонкий слой кварцевое стекло встроенный с крошечным конусом и пирамидальной структурой поверх кремниевых солнечных элементов, рабочая температура элементов резко упала.

Во главе с профессором электротехники Шаньхуэй Фаном исследователи обнаружили, что этот слой стекла перенаправляет нежелательное тепло через атмосферу и в космос.

Устраняя избыточное инфракрасное излучение, солнечные элементы остаются холодными и более эффективными в преобразовании солнечных лучей в энергию.

солнечные батареиЭтот рисунок демонстрирует, как солнечные элементы охлаждают себя, скрывая нежелательное тепловое излучение. Пирамидальные структуры из кварцевого стекла обеспечивают максимальную способность к радиационному охлаждению. Л. Чжу / Стэнфордский университет

Этот рисунок демонстрирует, как солнечные элементы охлаждают себя, скрывая нежелательное тепловое излучение. Пирамидальные структуры из кварцевого стекла обеспечивают максимальную способность к радиационному охлаждению. Л. Чжу / Стэнфордский университет

Ведущий автор статьи, кандидат физико-математических наук Линсяо Чжу, сказал, что открытие может привести к разработке более экономичных солнечных панелей, что сделает их лучше альтернатива возобновляемой энергии.

«Понижение температуры солнечных элементов приводит к повышению эффективности работы», - сказал Чжу.

«Кроме того, более низкая рабочая температура для солнечных элементов приводит к значительно более длительному сроку службы, что снижает уровень энергозатрат системы».

Сокращение потерянной энергии

Согласно документу, верхний предел эффективности преобразования энергии для одного кремниевого элемента составляет около 33.7%. Когда элемент нагревается, эффективность снижается - примерно на полпроцента на каждый градус повышения температуры.

Стоимость активных методов охлаждения солнечных элементов, таких как вентиляция или жидкие охлаждающие жидкости, перевешивает преимущества. Таким образом, до сих пор потеря эффективности из-за перегрева не была решена.

Этот пассивный метод работает с использованием различных длин волн солнечного излучения. Видимый свет в спектре лучше всего переносит энергию, в то время как инфракрасный излучает больше тепла.

Исследователи подсчитали, что при «отключении» инфракрасного излучения с использованием кварцевого стекла тепло снижается, не оказывая негативного влияния на количество видимого света, которое может поглотить солнечный элемент.

«Мы придумали оптимальный дизайн, состоящий из микромасштабных кремнеземистых пирамид», - сказал профессор Фан.

«[Это] максимизирует мощность охлаждения посредством механизма радиационного охлаждения, оставаясь прозрачным на длинах волн солнечного излучения».

Австралийский национальный университет Эндрю Блейкерс сказал, что, хотя авторы этого исследования имеют прочную теоретическую основу, эта модель вряд ли будет осуществима в реальном мире.

«К сожалению, сравнение в статье проводится между специальными структурами и открытыми солнечными элементами, а не с капсулированными элементами [и] открытые солнечные элементы никогда не используются в полевых условиях», - сказал Бейкерс, директор Центра устойчивых энергетических систем. (CECS) в АНУ.

«Стандартный стеклянный суперстрат имеет много функций, включая ударную вязкость, устойчивость к царапинам, прочность конструкции, устойчивость к проникновению влаги, адгезию к EVA / силикону.

«Стеклянный суперстрат должен быть исключен, потому что он вызывает слишком большое паразитное поглощение теплового излучения - его придется заменить подложкой, чтобы сделать модуль самонесущим».

Доцент Бен Пауэлл из Университет Квинсленда сказал, что, хотя этот подход является захватывающей возможностью, стоимость может перевесить выгоды.

«Если это невозможно сделать достаточно дешево, то дополнительное электричество, полученное за счет повышения эффективности, и сэкономленные затраты на замену солнечных элементов не будут платить за покрытие - в этом случае никто не будет заинтересован в его использовании», - сказал физик. ,

«Это очень элегантная и многообещающая идея, но прежде чем вы найдете ее на своей крыше, нужно пройти долгий путь».

Несмотря на это, авторы статьи уверены, что дальнейшее развитие возможно. По словам Линсяо Чжу, следующим шагом является применение этого исследования для практического применения.

«Мы утвердили этот дизайн с помощью чрезвычайно точных численных методов и сейчас работаем над экспериментальной демонстрацией первых прототипов», - сказал он.

БеседаЭта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Последние видео

Великая миграция климата началась
Великая миграция климата началась
by Супер Пользователь
Климатический кризис вынуждает тысячи людей по всему миру бежать, поскольку их дома становятся все более непригодными для жилья.
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
by Алан Н. Уильямс и др.
В последнем докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) говорится, что без существенного снижения…
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
by Тоби Тиррелл
Эволюции потребовалось 3-4 миллиарда лет, чтобы произвести Homo sapiens. Если бы климат хоть раз в этом ...
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
by Брайс Ри
Конец последнего ледникового периода, около 12,000 лет назад, характеризовался заключительной холодной фазой, называемой младшим дриасом.
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
by Франк Весселинг и Маттео Латтуада
Представьте, что вы находитесь на берегу и смотрите на море. Перед вами 100 метров бесплодного песка, который выглядит как…
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
by Ричард Эрнст
Мы можем многое узнать об изменении климата с Венеры, нашей сестринской планеты. В настоящее время температура поверхности Венеры составляет…
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
by Джон Кук
Это видео представляет собой ускоренный курс дезинформации о климате, в котором резюмируются ключевые аргументы, используемые для того, чтобы поставить под сомнение реальность ...
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
by Джули Бригам-Гретт и Стив Петч
Ежегодно в середине сентября морской ледяной покров в Северном Ледовитом океане сжимается до минимума. В этом году он составляет всего 1.44…

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

зеленая энергия2 3
Четыре возможности использования зеленого водорода для Среднего Запада
by Кристиан Тэ
Чтобы предотвратить климатический кризис, Среднему Западу, как и остальной части страны, необходимо будет полностью обезуглерожить свою экономику путем…
ug83qrfw
Основное препятствие для реагирования на спрос должно быть устранено
by Джон Мур, На Земле
Если федеральные регулирующие органы поступят правильно, потребители электроэнергии на Среднем Западе вскоре смогут зарабатывать деньги, в то время как…
деревья для посадки для климата2
Посадите эти деревья, чтобы улучшить жизнь в городе
by Майк Уильямс-Райс
Новое исследование утверждает, что живые дубы и американские платаны чемпионы среди 17 «супер-деревьев», которые помогут сделать города…
дно северного моря
Почему мы должны понимать геологию морского дна, чтобы справляться с ветрами
by Наташа Барлоу, доцент кафедры четвертичных экологических изменений, Университет Лидса
Для любой страны, имеющей легкий доступ к мелководному и ветреному Северному морю, морской ветер будет ключом к встрече с сетью ...
3 урока лесных пожаров для лесных городов, когда Дикси Файер разрушает исторический Гринвилл, Калифорния
3 урока лесных пожаров для лесных городов, когда Дикси Файер разрушает исторический Гринвилл, Калифорния
by Барт Джонсон, профессор ландшафтной архитектуры, Орегонский университет
Пожар, пылающий в жарком, сухом горном лесу, прокатился по городу Золотой лихорадки в Гринвилле, штат Калифорния, 4 августа…
Китай может достичь целей в области энергетики и климата, ограничив угольную мощь
Китай может достичь целей в области энергетики и климата, ограничив угольную мощь
by Элвин Лин
На апрельском саммите лидера по климату Си Цзиньпин пообещал, что Китай будет «строго контролировать угольную энергетику ...
Голубая вода в окружении мертвой белой травы
Карта отслеживает 30 лет сильного таяния снегов в США
by Микайла Мейс-Аризона
Новая карта экстремальных снеготаяний за последние 30 лет проясняет процессы, которые вызывают быстрое таяние.
Самолет сбрасывает красный огнезащитный состав на лесной пожар, когда пожарные, припаркованные вдоль дороги, смотрят в оранжевое небо.
Модель предсказывает 10-летнюю вспышку лесных пожаров, а затем постепенное снижение
by Ханна Хики-Ю. Вашингтон
Взгляд на долгосрочное будущее лесных пожаров предсказывает начальную примерно десятилетнюю вспышку лесных пожаров,…

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholistPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.