Effizienter, langlebige Solarzellen sind möglich dank Glas (Op-Ed)

Gegen die Hitze

Lead-Autor auf dem Papier, Physik PhD Kandidat Linxiao Zhu, sagte, dass die Entdeckung könnte zu entwickeln mehr kostengünstige Solarzellen, so dass sie eine bessere erneuerbare Energiealternative.

"Absenkung der Temperatur der Solarzellen führt zu höherer Wirtschaftlichkeit", sagte Zhu.

"Darüber hinaus führt eine niedrigere Betriebstemperatur für Solarzellen zu eine deutlich längere Lebensdauer, wodurch die levelised Kosten der Energie von einem System."

Verringerung der Verschwendung von Energie

Nach dem Papier ist die obere Grenze der Wirkungsgrad einer einzelnen Silizium-Zelle um 33,7 %. Wenn die Zelle erwärmt, dass Effizienz untergeht – etwa ein halbes Prozent für jeden eine Erhöhung der Temperatur.

Die Kosten für aktive Methoden zur Kühlung der Solarzellen – z. B. Belüftung oder flüssige Kühlmittel – überwiegen die Vorteile. Also bis jetzt der Verlust der Effizienz durch Überhitzung nicht gelöst wurde.

Diese passive Methode funktioniert durch die Nutzung der verschiedenen Wellenlängen der Sonnenstrahlung. Sichtbares Licht im Spektrum ist am besten bei Energie, zu tragen, während Infrarot mehr Wärme führt.

Die Forscher errechnet, dass durch "wegdrehen" die Infrarot-Strahlung mit Quarzglas, Wärme geht nach unten ohne zu negativ beeinflussen die Menge an sichtbarem Licht der Solarzelle aufnehmen kann.

"Wir ein optimales Design bestehend aus Microscale Kieselsäure Pyramiden einfallen lassen", sagte Professor Fan.

"[Dieses] beide maximiert die Kühlleistung über den Strahlungs Kühlung Mechanismus, während die übrigen transparent bei Wellenlängen von Sonnenstrahlung."

Australian National University Andrew Blakers sagte, dass die Autoren dieser Studie eine solide theoretische Grundlage haben, dieses Modell kaum in der Praxis machbar ist.

"Leider die Vergleiche in der Zeitung sind zwischen Sonderbauten und nackten Solarzellen, anstatt mit verkapselten Zellen [und] nackten Solarzellen werden nie im Feld eingesetzt," sagte Bäcker, Direktor des Zentrums für nachhaltige Energie Systeme (Mel) bei ANU.

"Das Standardglas Superstrat hat viele Funktionen, einschließlich der Zähigkeit, Kratzfestigkeit, strukturelle Festigkeit, Beständigkeit gegen Feuchtigkeitseintritt, Adhäsion, EVA/Silikon.

"Das Glas Superstrat muss verzichtet werden, denn es zuviel parasitäre Absorption von Wärmestrahlung verursacht-es müsste durch ein Substrat, das Modul selbsttragend machen ersetzt werden."

Associate Professor Ben Powell von der University of Queensland sagte, dass dieser Ansatz ist eine spannende Möglichkeit, die Kosten die Vorteile überwiegen könnten.

"Wenn es genug billig hergestellt werden kann, dann die extra Strom Effizienzgewinne gewonnenen und die eingesparten Kosten Solarzellen ersetzen nicht für die Beschichtung – in diesem Fall bezahlen niemand interessiert, es zu benutzen, werden", sagte der Physiker.

"Es ist eine sehr elegante und vielversprechende Idee, aber es ist ein langer Weg zu gehen, bevor Sie diese auf Ihrem Dach finden."

Trotzdem sind die Autoren des Papiers zuversichtlich, dass zukünftige Entwicklung möglich ist. Nach Linxiao Zhu ist der nächste Schritt dieser Forschung zur praktischen Anwendung anwenden.

"Wir dieses Design über extrem genaue numerische Methoden validiert und arbeiten nun daran, die ersten Prototypen experimentell zeigen", sagte er.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch. Lesen Sie die