Удивительная технология позволит солнечным батареям собирать больше света и энергии
Новая конструкция фотоэлементов повышает эффективность сбора фотонов, снижает потери и делает систему более адаптируемой и заменяемой.
Исследователи из Университета Рицумейкан (Япония) разработали модель листового люминесцентного солнечного концентратора (LSC), которая обещает преодолеть ограничения за счет улучшения сбора и передачи света на фотоэлектрические элементы. Об этой инновации пишет СМИ Interesting Engineering.
Люминесцентные солнечные концентраторы могут улавливать рассеянный свет и используются в фотоэлектрических системах. Новая конструкция в виде кленового листа повышает эффективность сбора фотонов, снижает потери и делает систему более адаптируемой и заменяемой, что может привести к широкому использованию солнечных концентраторов.
Основная проблема масштабируемости побудила экспертов разработать LSC в виде листьев, используя мелкие, взаимосвязанные люминесцентные компоненты, которые действуют подобно настоящим листьям. В исследовании отмечается, что эта инновационная установка предполагает размещение люминесцентных пластин вокруг центрального волокна так, чтобы стороны пластин были обращены к нему. Такое расположение позволяет преобразовывать падающие фотоны в фотоны ФЛ с помощью пластин, которые затем проходят через волокно и собираются на его кончике фотоэлектрической ячейкой.
Прозрачные световоды соединяли несколько волокон с одной фотоэлектрической ячейкой, повышая эффективность за счет увеличения площади сбора света и минимизации потерь фотонов из-за самопоглощения и рассеяния. В результате новой конструкции модульного солнечного концентратора ученые удалось улучшить эффективность сбора фотонов благодаря меньшим размерам отдельных модулей.
Размер квадратного листа LSC уменьшился с 50 мм до 10 мм, что значительно повысило эффективность. Модульная конструкция также позволяет легко заменять поврежденные блоки и легко интегрировать новые люминесцентные материалы по мере их разработки. Эксперименты показали, что оптическую эффективность этих листообразных структур можно рассчитать аналитически.
Авторы исследования повысили эффективность своих устройств до уровня, необходимого для практического использования и открыли путь к более гибким и масштабируемым решениям в области солнечной энергетики. Новая технология позволяет создавать крупномасштабные установки для создания интегрированных фотоэлектрических систем.
Эксперты полагают, что с развитием технологий листовой LSC обещает значительно повысить производительность солнечных энергетических систем и внести вклад в более устойчивые энергетические решения.