Jesteś w: NAUKA
Pozostałe działy:

Podwyższenie wydajności paneli słonecznych dzięki kołeczkom aluminiowym

Autor: Sabina Pełka   

altRzędy kołeczkówaluminiowych pomagają panelom słonecznym uzyskać więcej energii ze światła słonecznego niż panele o płaskich powierzchniach. Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie Scientific Reports przez naukowców z Imperial College w Londynie oraz naukowców z Belgii, Chin i Japonii.

 

Większość ogniw słonecznych używanych w domach i przemyśle jest wykonanych z grubych warstw materiału, by pochłaniać światło słoneczne, jednak zostały one ograniczone ze względu na stosunkowo wysoki koszt. Wiele nowych, tańszych modeli ogranicza z kolei fakt, że ich warstwa materiału pochłaniającego światło jest zbyt cienka by uzyskać wystarczającą ilość energii. W nowym badaniu, naukowcy dowiedli że wydajność wszystkich modeli paneli słonecznych może poprawić się o 22 procent, poprzez pokrycie ich powierzchni kołeczkami aluminiowymi które załamują i zatrzymują światło wewnątrz warstwy wchłaniającej.

Na poziomie mikroskopijnym, kołeczki upodabniają panele słoneczne do zazębionych klocków LEGO. ‘W ostatnich latach zarówno wydajność jak i koszt komercyjnych paneli słonecznych poprawił się, jednak w porównaniu do paliw kopalnych panele pozostają wciąż kosztowne. Ponieważ sam materiał wchłaniający tworzy połowę kosztu panelu słonecznego, naszym celem jest ograniczenie do minimum jego wymaganej ilości,’ powiedział główny twórca Dr Nicholas Hylton z Wydziału Fizyki w Imperial College w Londynie.
‘Sukces naszej technologii, w połączeniu z nowoczesnymi warstwami przeciwodblaskowymi, przybliży nas o wiele bardziej w kierunku wysoce wydajnych i cienkich ogniw słonecznych dostępnych w konkurencyjnej cenie.’

Dr Hylton wraz z innymi naukowcami przymocowali aluminiowe cylindry zaledwie 100 nanometrów w poprzek górnej części panelu słonecznego, gdzie oddziałują na przechodzące światło, powodując zmianę kierunku poszczególnych jego promieni. Skuteczne zatrzymanie promieni światła oraz rozchodzenie się ich na dłuższe dystanse przez warstwę wchłaniającą skutkuje uzyskaniem większej energii ze światła. W przeszłości naukowcy usiłowali osiągnąć efekt załamania światła wykorzystując kołeczki ze srebra i złota, ponieważ materiały te słyną z mocnego oddziaływania na światło, jednak wspomniane metale szlachetne tak naprawdę redukują wydajność, wchłaniając część światła zanim przeniknie ono do panelu słonecznego.

‘Kluczem do zrozumienia nowych odkryć jest sposób, w jaki struktury wewnętrzne tych metali oddziałują ze światłem. Złoto i srebro mają duży wpływ na przechodzące promienie świetlne, które mogą przenikać maleńkie kołeczki oraz zostać pochłonięte, podczas gdy aluminium ma na nie inne oddziaływanie i zaledwie załamuje oraz rozprasza światło, gdy to przemieszcza się obok nich w kierunku ogniw słonecznych.’ Dodatkową zaleta tego rozwiązania jest fakt, że aluminium jest tańsze i o wiele powszechniejsze niż srebro i złoto. Przyszły sukces tej technologii otwiera możliwość produkcji giętkich paneli słonecznych, które mogłyby być użyte do każdej płaskiej lub krzywej powierzchni, zasilając wszystko: od domowych urządzeń po przenośną elektronikę, taką jak np. laptopy.

Źródło artykułu: http://phys.org/news/2013-10-tiny-lego-brick-style-studs-solar.html 

Źródło ilustracji: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:As_solar_firmengebaude.jpg

źródło: nanonet.pl