Naukowcy twierdzą, że przełom może doprowadzić do produkcji cieńszych, lżejszych i bardziej elastycznych paneli słonecznych, które można będzie wykorzystać do zasilania większej liczby domów i wykorzystać w szerszej gamie produktów.
Badania --kierowany przez naukowców z Uniwersytetu w Yorku i prowadzony we współpracy z Uniwersytetem NOVA w Lizbonie (CENIMAT-i3N) - badał, w jaki sposób różne projekty powierzchni wpływają na absorpcję światła słonecznego w ogniwach słonecznych, które składają się na panele słoneczne.
Naukowcy odkryli, że konstrukcja szachownicy poprawiła dyfrakcję, co zwiększyło prawdopodobieństwo absorpcji światła, które jest następnie wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej.
Sektor energii odnawialnej stale poszukuje nowych sposobów na zwiększenie absorpcji światła przez ogniwa słoneczne w lekkich materiałach, które można zastosować w produktach, od dachówek po żagle do łodzi i sprzęt kempingowy.
Krzem klasy słonecznej, używany do produkcji ogniw słonecznych, jest bardzo energochłonny w produkcji, więc stworzenie cieńszych ogniw i zmiana projektu powierzchni sprawi, że będą tańsze i bardziej przyjazne dla środowiska.
Dr Christian Schuster z Wydziału Fizyki powiedział: „Znaleźliśmy prosty sposób na zwiększenie absorpcji smukłych ogniw słonecznych. Nasze badania pokazują, że nasz pomysł faktycznie może konkurować ze zwiększeniem absorpcji w bardziej wyrafinowanych konstrukcjach – jednocześnie pochłaniając więcej światła w głąb płaszczyzna i mniej światła w pobliżu samej struktury powierzchniowej.
„Nasza zasada projektowania spełnia wszystkie istotne aspekty wychwytywania światła w ogniwach słonecznych, torując drogę prostym, praktycznym, a jednocześnie wyjątkowym strukturom dyfrakcyjnym, których potencjalny wpływ wykracza poza zastosowania fotoniczne.
„Ta konstrukcja oferuje potencjał dalszej integracji ogniw słonecznych z cieńszymi, elastycznymi materiałami, a tym samym stwarza większe możliwości wykorzystania energii słonecznej w większej liczbie produktów”.
Badanie sugeruje, że zasada projektowania może mieć wpływ nie tylko na sektor ogniw słonecznych i diod LED, ale także na zastosowania takie jak ekrany akustyczne, panele chroniące przed wiatrem, powierzchnie antypoślizgowe, zastosowania biodetekcyjne i chłodzenie atomowe.
Doktor Schuster dodał:„Zasadniczo wykorzystalibyśmy dziesięć razy więcej energii słonecznej przy tej samej ilości materiału absorbera: dziesięć razy cieńsze ogniwa słoneczne mogłyby umożliwić szybki rozwój fotowoltaiki, zwiększyć produkcję energii słonecznej i znacznie zmniejszyć nasz ślad węglowy.
„W rzeczywistości, ponieważ rafinacja surowca krzemowego jest procesem energochłonnym, dziesięciokrotnie cieńsze ogniwa krzemowe nie tylko zmniejszyłyby zapotrzebowanie na rafinerie, ale także kosztowałyby mniej, ułatwiając w ten sposób przejście na bardziej ekologiczną gospodarkę”.
Dane Departamentu Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej pokazują, że energia odnawialna – w tym energia słoneczna – stanowiła 47% energii elektrycznej wytwarzanej w Wielkiej Brytanii w pierwszych trzech miesiącach 2020 r.
Czas publikacji: 12 kwietnia 2023 r