Industrija

UCR razvija novi premaz solarne ploče za poboljšanu efikasnost

UCR razvija novi premaz solarne ploče za poboljšanu efikasnost

Iako sunce emituje preko 50 posto svoje svjetlosti kao ‘blisko infracrveno’ svjetlo, solarne ćelije mogu apsorbirati samo vidljivu svjetlost, što znači da solarni paneli doista postižu samo oko 20 posto efikasnosti. Međutim, tim kemičara sa Univerziteta Riverside u Kaliforniji sada je pronašao način da poveća efikasnost solarnih panela kombinirajući anorganske poluprovodničke nanokristale s organskim molekulima, čime je uspješno 'pretvorio' fotone u vidljivom i bliskom infracrvenom području sunčevog spektra. Razmišljanje koje stoji iza istraživanja je da bi solarna energija mogla biti još jeftinija ako se smanji količina zemljišta potrebna za postavljanje solarnih panela, kao i troškovi rada koji su uključeni u izgradnju.

"Infracrveno područje sunčevog spektra prolazi pravo kroz fotonaponske materijale koji čine današnje solarne ćelije", rekao je profesor hemije Christopher Bardeen koji je projekt vodio u saradnji sa docentom za hemiju Ming Lee Tangom. „Ovo je izgubljena energija, bez obzira na to koliko je dobra vaša solarna ćelija. Hibridni materijal koji smo osmislili prvo snima dva infracrvena fotona koja bi normalno prolazila ravno kroz solarnu ćeliju bez pretvaranja u električnu energiju, a zatim zbraja njihove energije da bi stvorio jedan foton veće energije. Ovaj pretvoreni foton lako apsorbiraju fotonaponske ćelije, stvarajući električnu energiju iz svjetlosti koja bi se obično trošila. "

Solarni paneli sa dugom [Izvor slike: Steve Jurvetson, Flickr]

Profesor Bardeen je dodao da materijali u osnovi ‘preoblikuju sunčev spektar’ tako da se bliže podudara sa PV materijalima koji se koriste u solarnim ćelijama. Korišćenje infracrvenog dijela sunčevog spektra moglo bi povećati solarnu PV efikasnost za 30 ili više posto. Bardeen i Tang koristili su poluprovodničke nanokristale kadmijum selenida i olova selenida i organska jedinjenja difenilantracena i rubrena. Dvojica naučnika otkrila su da nanokristali kadmijum selenida mogu pretvoriti vidljive talasne dužine u ultraljubičaste fotone, dok nanokristali olovnog selenida mogu pretvoriti bliske infracrvene fotone u vidljive fotone.

Rezultirajući hibridni materijal podvrgnut je infracrvenoj svjetlosti od 980 nanometara koja je potom generirala pretvorenu narančasto-žutu fluorescentnu 550-nanometarsku svjetlost, gotovo udvostručujući energiju dolaznih fotona. Oblaganje nanokristala kadmijum selenida organskim ligandima omogućilo je Bardeenu i Tangu da pojačaju proces do tri reda veličine, omogućavajući tako put ka većoj efikasnosti.

Prema Bardeenu, 550-nanometarsku svjetlost može apsorbirati bilo koji materijal solarnih ćelija, a ključ za to je hibridni kompozitni materijal.

"Organska jedinjenja ne mogu apsorbirati u infracrvenom zračenju, ali su dobra u kombiniranju dva fotona niže energije sa fotonom više energije", rekao je. „Korištenjem hibridnog materijala, anorganska komponenta apsorbira dva fotona i prenosi njihovu energiju na organsku komponentu za kombinaciju. Tada organska jedinjenja proizvode jedan visokoenergijski foton. Jednostavno rečeno, anorganske materije u kompozitnom materijalu ulaze u svetlost; organske materije izbijaju svjetlost. "

Projekt se takođe može prilagoditi drugim potencijalnim aplikacijama, uključujući biološke slike, skladištenje podataka i organske diode koje emitiraju svjetlost. Bardeen navodi da sposobnost premještanja svjetlosti s jedne talasne dužine na drugu, korisniju regiju, može utjecati na bilo koju tehnologiju koja uključuje fotone kao ulaze ili izlaze.

Studija je objavljena u Nano slova a financiran je grantovima Nacionalne zaklade za znanost i američke vojske.

Pogledajte video: Besplatna električna ENERGIJA - Solarni Paneli (Oktobar 2020).