Hrboľaté solárne články by mohli zozbierať až o 66 % viac energie
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 20. 2. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Efektívnosť hladkých solárnych článkov môže naraziť na svoje limity, no nový výskum naznačuje, že zabudovanie malých kupol do povrchu organických solárnych článkov by mohlo zvýšiť ich účinnosť až o dve tretiny a zároveň by mohli zachytiť svetlo zo širšieho uhla.
Solárne články sú zvyčajne ploché, čo maximalizuje to, aká časť povrchu je v danom čase vystavená slnečnému žiareniu. Tento dizajn funguje najlepšie, keď je Slnko v určitom uhle, takže panely sú zvyčajne naklonené v uhle medzi 15 a 40 stupňov, aby sa z dňa dalo získať čo najviac.
Vedci sa však pohrávajú aj s inými tvarmi povrchu, vrátane zapustenia sférických nanoškrupín oxidu kremičitého, ktoré zachytávajú a cirkulujú slnečné svetlo, aby z neho zariadenie mohlo zachytiť viac energie. V novej štúdii vedci z Univerzity Abdullaha Güla v Turecku vykonali komplexné simulácie toho, ako môžu kopulovité hrbole posilniť organické slnečné povrchy.
Tím študoval fotovoltaické články vyrobené s organickým polymérom nazývaným P3HT: ICBA ako aktívnou vrstvou nad vrstvou hliníka a substrátom PMMA, ktoré sú pokryté priehľadnou ochrannou vrstvou oxidu india a cínu. Táto sendvičová štruktúra bola udržiavaná v celej kupole alebo „polguľovej škrupine“, ako to tím nazýva.
Výskumníci vykonali to, čo sa nazývajú ako 3D analýza konečných prvkov, ktorá rozdeľuje prvky komplexného systému na zvládnuteľné časti, aby sa dali lepšie simulovať a analyzovať. V porovnaní s plochými povrchmi vykazovali solárne články posiate hrbolčekmi 36 % a 66 % zlepšenie absorpcie svetla, v závislosti od polarizácie svetla. Tieto hrbole tiež umožnili svetlu preniknúť zo širšieho rozsahu smerov ako plochý povrch, čo poskytuje uhlové pokrytie až 82 stupňov.
Aj keď tím v skutočnosti ešte nevytvoril fyzické verzie týchto solárnych článkov, ak princíp funguje, môže byť užitočný nielen pre solárne zariadenia na streche, ale aj v systémoch s meniacimi sa svetelnými podmienkami, ako je napríklad nositeľná elektronika.
„Vďaka zlepšeným charakteristikám absorpcie a všesmerovosti budú navrhované aktívne vrstvy v tvare pologuľového plášťa prospešné v rôznych oblastiach použitia organických solárnych článkov, ako sú biomedicínske zariadenia, ako aj aplikáciách, ako sú okná a skleníky na výrobu elektrickej energie, internet vecí a tak ďalej,“ povedal profesor Dooyoung Hah, autor štúdie.
Výskum bol nedávno publikovaný v Journal of Photonics for Energy.
