Nevidnostni plašč lahko poveča učinkovitost sončnih celic: Material skriva kontaktne prste, ki izločajo tok iz sončnih celic in pokrivajo aktivno površino; meritve potrjujejo učinek skrivanja | 2020

Vsebina:

Anonim

Energetsko učinkovitost sončnih kolektorjev je treba bistveno izboljšati ne le za energetski preobrat, ampak tudi za povečanje gospodarske učinkovitosti. Moduli, ki so trenutno nameščeni na strehah, pretvarjajo samo eno petino svetlobe v elektriko, kar pomeni, da se izgubi približno 80% sončne energije. Razlogi za te visoke izgube so različni. Na primer, do ene desetine površine sončnih celic pokrivajo tako imenovani kontaktni prsti, ki ekstrahirajo nastali tok. Na lokacijah teh kontaktnih prstov svetloba ne more doseči aktivnega območja sončne celice in učinkovitost celice se zmanjša.

"Naši modelski poskusi so pokazali, da plašč prekrivanja naredi kontaktne prste skoraj popolnoma nevidne," pravi doktorski študent Martin Schumann z Inštituta za uporabno fiziko KIT, ki je izvedel poskuse in simulacije. Fiziki KIT-a okoli vodje projekta Carsten Rockstuhl so skupaj s partnerji iz Aachena, Freiburga, Halleja, Jene in Jülicha spremenili optični plašč za nevidnost, ki je bil zasnovan na KIT-u za usmerjanje svetlobe okoli kontaktnih prstov sončne celice.

Običajno je raziskava o nevidnostnem plašču namenjena temu, da postanejo predmeti nevidni. V ta namen se svetloba vodi okoli predmeta, ki ga želite skriti. Ta raziskovalni projekt se ni osredotočil na vizualno skrivanje kontaktnih prstov, temveč na odklonsko svetlobo, ki doseže aktivno površino sončne celice zahvaljujoč plašču nevidnosti in se zato lahko uporablja.

Da bi dosegli učinek skrivanja, so znanstveniki zasledovali dva pristopa. Oboje temelji na nanosu polimerne prevleke na sončno celico. Ta obloga mora imeti natančno izračunane optične lastnosti, tj. Lomni količnik, ki je odvisen od lokacije ali posebne oblike površine. Drugi koncept je še posebej obetaven, saj se lahko potencialno vključi v množično proizvodnjo sončnih celic po nizkih stroških. Površina plašča je vtisnjena vzdolž kontaktnih prstov. Na ta način se svetloba vdora odbije od kontaktnih prstov in končno doseže aktivno površino sončne celice (glej sliko).

Z modelnim poskusom in podrobnimi simulacijami so raziskovalci pokazali, da sta oba koncepta primerna za skrivanje kontaktnih prstov. V naslednjem koraku je predvideno, da se plašč premazi na sončno celico, da se določi povečanje učinkovitosti. Fiziki so optimistični, da se bo učinkovitost v plašču izboljšala v realnih pogojih: "Pri nanašanju takšne prevleke na realno sončno celico naj bi se optične izgube preko kontaktnih prstov zmanjšale, učinkovitost pa naj bi se povečala za do 10 %, "Pravi Martin Schumann.