เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทนทานมีประสิทธิภาพมากขึ้นต้องขอบคุณกระจก

เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทนทานมีประสิทธิภาพมากขึ้นต้องขอบคุณกระจก

การระบายความร้อนด้วยตนเองเซลล์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นสามารถเข้าถึงได้ง่ายโดยการเพิ่มชั้นกระจกบาง ๆ

บทความที่ตีพิมพ์ในวารสารออนไลน์วันนี้ เลนส์ สรุปแนวทางที่เป็นไปได้เพื่อการเข้าถึงพลังงานแสงอาทิตย์ได้ดียิ่งขึ้น

เซลล์แสงอาทิตย์ทำงานโดยแปลงรังสีดวงอาทิตย์เป็นพลังงาน ผ่านกระบวนการนี้คาดว่าจะมีการสูญเสียพลังงานจำนวนหนึ่ง

แต่พลังงานที่น่าประหลาดใจจำนวนมากสูญเสียไปจากเซลล์สุริยะ สิ่งนี้จำกัดความสามารถของเซลล์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและลดอายุการใช้งาน

เอาชนะความร้อน

พื้นที่ ทีมวิจัย จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในแคลิฟอร์เนียพบว่าเมื่อชั้นบาง ๆ แก้วซิลิกา ฝังอยู่กับกรวยขนาดเล็กและโครงสร้างปิรามิดวางอยู่ด้านบนของเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนอุณหภูมิการทำงานของเซลล์ลดลงอย่างมาก

นำโดยศาสตราจารย์วิศวกรรมไฟฟ้า Shanhui Fan นักวิจัยค้นพบว่าชั้นของแก้วนี้นำความร้อนที่ไม่ต้องการผ่านชั้นบรรยากาศและสู่อวกาศ

โดยการกำจัดรังสีอินฟราเรดส่วนเกินเซลล์แสงอาทิตย์จะเย็นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการแปลงรังสีดวงอาทิตย์เป็นพลังงาน

พลังงานแสงอาทิตย์ภาพวาดนี้แสดงให้เห็นว่าเซลล์แสงอาทิตย์เย็นตัวเองโดยการแผ่รังสีความร้อนที่ไม่ต้องการ โครงสร้างพีระมิดที่ทำจากแก้วซิลิกาให้ความสามารถในการระบายความร้อนด้วยรังสีสูงสุด L. Zhu / มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด

ภาพวาดนี้แสดงให้เห็นว่าเซลล์แสงอาทิตย์เย็นตัวเองโดยการแผ่รังสีความร้อนที่ไม่ต้องการ โครงสร้างพีระมิดที่ทำจากแก้วซิลิกาให้ความสามารถในการระบายความร้อนด้วยรังสีสูงสุด L. Zhu / มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด

Linxiao Zhu ผู้เขียนวิชาฟิสิกส์กล่าวว่าการค้นพบนี้อาจนำไปสู่การพัฒนาแผงโซลาร์เซลล์ที่คุ้มค่ากว่าและทำให้พวกเขาดีขึ้น พลังงานทางเลือกทดแทน.

“ การลดอุณหภูมิของเซลล์แสงอาทิตย์นำไปสู่ประสิทธิภาพการทำงานที่สูงขึ้น” จู้กล่าว

“ ยิ่งไปกว่านั้นอุณหภูมิการทำงานที่ลดลงสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์นำไปสู่อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นอย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายพลังงานระดับจากระบบ”

การลดพลังงานที่สูญเปล่า

จากรายงานระบุว่าขีด จำกัด สูงสุดของประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสำหรับเซลล์ซิลิกอนเดียวอยู่ที่ประมาณ 33.7% เมื่อเซลล์ร้อนขึ้นประสิทธิภาพจะลดลง - ประมาณครึ่งเปอร์เซ็นต์ต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุก ๆ หนึ่งองศา

ค่าใช้จ่ายของวิธีการที่ใช้งานสำหรับการทำความเย็นเซลล์แสงอาทิตย์ - เช่นการระบายอากาศหรือสารหล่อเย็นที่เป็นของเหลว - เกินดุลประโยชน์ จนถึงตอนนี้การสูญเสียประสิทธิภาพผ่านความร้อนสูงยังไม่ได้รับการแก้ไข

วิธีการแฝงนี้ทำงานโดยใช้ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของรังสีดวงอาทิตย์ แสงที่มองเห็นได้ในสเปกตรัมนั้นดีที่สุดในการบรรทุกพลังงานในขณะที่อินฟราเรดนั้นมีความร้อนมากกว่า

นักวิจัยคำนวณว่าด้วยการ“ หักเห” รังสีอินฟราเรดด้วยแก้วซิลิกาความร้อนจะลดลงโดยไม่ส่งผลกระทบต่อปริมาณของแสงที่มองเห็นได้ที่เซลล์แสงอาทิตย์สามารถดูดซับได้

“ เราเกิดการออกแบบที่ดีที่สุดซึ่งประกอบด้วยปิรามิดซิลิกาขนาดเล็ก” ศาสตราจารย์ฟานกล่าว

“ [สิ่งนี้] ทั้งสองช่วยเพิ่มพลังการทำความเย็นผ่านกลไกการทำความเย็นแบบแผ่รังสีในขณะที่ยังคงโปร่งใสในช่วงความยาวคลื่นของการแผ่รังสีแสงอาทิตย์”

มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย Andrew Blakers กล่าวว่าในขณะที่ผู้เขียนของการศึกษาครั้งนี้มีพื้นฐานทางทฤษฎีเสียงแบบจำลองนี้ไม่น่าจะเป็นไปได้ในโลกแห่งความจริง

“ น่าเสียดายที่การเปรียบเทียบในกระดาษอยู่ระหว่างโครงสร้างพิเศษและเซลล์สุริยะเปล่าแทนที่จะใช้เซลล์ห่อหุ้ม [และ] เซลล์สุริยะแบบเปลือยเปล่าไม่เคยถูกนำไปใช้ในภาคสนาม” นายเบเกอร์ซึ่งเป็นผู้อำนวยการศูนย์ระบบพลังงานที่ยั่งยืนกล่าว (CECS) ที่ ANU

“ กระจกใสระดับมาตรฐานมีฟังก์ชั่นมากมายรวมถึงความเหนียวความทนทานต่อรอยขีดข่วนความแข็งแรงของโครงสร้างความต้านทานต่อความชื้นเข้ายึดเกาะกับ EVA / ซิลิโคน

“ กระจกใสจะต้องอยู่ก่อนหน้าเพราะจะทำให้เกิดการดูดซับกาฝากของรังสีความร้อนมากเกินไป - มันจะต้องถูกแทนที่ด้วยสารตั้งต้นเพื่อให้โมดูลรองรับตัวเอง”

รองศาสตราจารย์เบ็นพาวเวลล์จาก มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ กล่าวว่าในขณะที่วิธีการนี้เป็นไปได้ที่น่าตื่นเต้นค่าใช้จ่ายอาจเกินดุลผลประโยชน์

“ ถ้ามันไม่สามารถทำได้อย่างถูกต้องพอพลังงานไฟฟ้าเพิ่มเติมที่ได้จากประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นและต้นทุนที่ถูกแทนที่เซลล์แสงอาทิตย์จะไม่จ่ายสำหรับการเคลือบซึ่งในกรณีนี้ไม่มีใครสนใจจะใช้มัน” นักฟิสิกส์กล่าว .

“ มันเป็นความคิดที่หรูหราและมีแนวโน้มมาก แต่ก็มีอีกหลายวิธีก่อนที่คุณจะพบสิ่งนี้บนหลังคาของคุณ”

ผู้เขียนบทความมีความมั่นใจว่าการพัฒนาในอนาคตเป็นไปได้ ตามที่ Linxiao Zhu ขั้นตอนต่อไปคือการใช้การวิจัยนี้เพื่อการใช้งานจริง

“ เราตรวจสอบความถูกต้องของการออกแบบด้วยวิธีการเชิงตัวเลขที่แม่นยำมากและขณะนี้กำลังทำการทดลองเพื่อสาธิตต้นแบบตัวแรก” เขากล่าว

สนทนาบทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

ติดตาม InnerSelf บน

ไอคอน Facebookไอคอนทวิตเตอร์ไอคอน YouTubeไอคอน instagramไอคอน pintrestไอคอน RSS

 รับล่าสุดทางอีเมล

นิตยสารรายสัปดาห์ แรงบันดาลใจทุกวัน

วิดีโอล่าสุด

การย้ายถิ่นของภูมิอากาศครั้งใหญ่ได้เริ่มขึ้นแล้ว
การย้ายถิ่นของภูมิอากาศครั้งใหญ่ได้เริ่มขึ้นแล้ว
by super User
วิกฤตสภาพภูมิอากาศทำให้คนหลายพันคนทั่วโลกต้องหลบหนี เนื่องจากบ้านของพวกเขากลายเป็นที่อยู่อาศัยไม่ได้มากขึ้นเรื่อยๆ
ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายบอกกับเราว่าทำไมเราต้องดูแลเกี่ยวกับอุณหภูมิ 2 ℃เปลี่ยน
ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายบอกกับเราว่าทำไมเราต้องดูแลเกี่ยวกับอุณหภูมิ 2 ℃เปลี่ยน
by Alan N Williams และคณะ
รายงานล่าสุดจากคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ระบุว่าหากไม่มีการลดลงอย่างมาก ...
โลกอยู่อาศัยมานานหลายพันล้านปี - เราโชคดีแค่ไหน?
โลกอยู่อาศัยมานานหลายพันล้านปี - เราโชคดีแค่ไหน?
by โทบี้ ไทเรล
ใช้เวลาวิวัฒนาการ 3 หรือ 4 พันล้านปีในการผลิต Homo sapiens หากสภาพอากาศล้มเหลวอย่างสิ้นเชิงเพียงครั้งเดียวในครั้งนั้น ...
การทำแผนที่สภาพอากาศเมื่อ 12,000 ปีก่อนสามารถช่วยทำนายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตได้อย่างไร
การทำแผนที่สภาพอากาศเมื่อ 12,000 ปีก่อนสามารถช่วยทำนายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตได้อย่างไร
by ไบรซ์ เรีย Re
การสิ้นสุดของยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายเมื่อประมาณ 12,000 ปีที่แล้วมีลักษณะของระยะเย็นขั้นสุดท้ายที่เรียกว่า Younger Dryas ...
ทะเลแคสเปียนถูกกำหนดให้ลดลง 9 เมตรหรือมากกว่านั้นในศตวรรษนี้
ทะเลแคสเปียนถูกกำหนดให้ลดลง 9 เมตรหรือมากกว่านั้นในศตวรรษนี้
by Frank Wesselingh และ Matteo Lattuada
ลองนึกภาพคุณอยู่บนชายฝั่งมองออกไปในทะเล เบื้องหน้าคุณมีหาดทรายแห้งแล้ง 100 เมตรที่ดูเหมือน ...
ดาวศุกร์เคยเป็นเหมือนโลกมากขึ้นอีกครั้ง แต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ไม่สามารถอาศัยอยู่ได้
ดาวศุกร์เคยเป็นเหมือนโลกมากขึ้นอีกครั้ง แต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ไม่สามารถอาศัยอยู่ได้
by ริชาร์ด เอิร์นส์
เราสามารถเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจากดาวศุกร์ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ในเครือของเรา ปัจจุบันดาวศุกร์มีอุณหภูมิพื้นผิว…
ความไม่เชื่อเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศ XNUMX ประการ: หลักสูตรความผิดพลาดในข้อมูลที่ไม่ถูกต้องเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศ
ความไม่เชื่อเรื่องสภาพภูมิอากาศทั้ง XNUMX ประการ: หลักสูตรความผิดพลาดในข้อมูลที่ไม่ถูกต้องด้านสภาพภูมิอากาศ
by จอห์นคุก
วิดีโอนี้เป็นเนื้อหาเกี่ยวกับความผิดพลาดของสภาพภูมิอากาศโดยสรุปประเด็นสำคัญที่ใช้ในการตั้งข้อสงสัยในความเป็นจริง ...
อาร์กติกไม่ได้อบอุ่นขนาดนี้มา 3 ล้านปีแล้วและนั่นหมายถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่สำหรับโลกใบนี้
อาร์กติกไม่ได้อบอุ่นขนาดนี้มา 3 ล้านปีแล้วและนั่นหมายถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่สำหรับโลกใบนี้
by Julie Brigham-Grette และ Steve Petsch
ทุกๆปีน้ำแข็งในทะเลปกคลุมในมหาสมุทรอาร์กติกจะหดตัวลงสู่จุดต่ำสุดในกลางเดือนกันยายน ปีนี้วัดได้แค่ 1.44 …

บทความล่าสุด

พลังงานสีเขียว2 3
โอกาสไฮโดรเจนสีเขียวสี่ประการสำหรับมิดเวสต์
by คริสเตียน เต้
เพื่อหลีกเลี่ยงวิกฤตสภาพภูมิอากาศ มิดเวสต์ก็เหมือนกับประเทศอื่นๆ ที่จะต้องกำจัดคาร์บอนออกจากเศรษฐกิจโดยสมบูรณ์โดย...
ug83qrfw
อุปสรรคสำคัญต่อการตอบสนองต่อความต้องการจำเป็นต้องยุติ
by จอห์น มัวร์ On Earth
หากหน่วยงานกำกับดูแลของรัฐบาลกลางทำในสิ่งที่ถูกต้อง ลูกค้าไฟฟ้าทั่วมิดเวสต์อาจสามารถสร้างรายได้ในขณะที่...
ต้นไม้ที่จะปลูกเพื่อสภาพอากาศ2
ปลูกต้นไม้เหล่านี้เพื่อปรับปรุงชีวิตในเมือง
by ไมค์ วิลเลียมส์-ไรซ์
การศึกษาใหม่ระบุต้นโอ๊กสดและต้นมะเดื่ออเมริกันในฐานะตัวแทนจาก 17 “ต้นไม้ใหญ่” ที่จะช่วยทำให้เมือง...
ท้องทะเลเหนือ
ทำไมเราต้องเข้าใจธรณีวิทยาใต้ท้องทะเลเพื่อควบคุมลม
by Natasha Barlow, รองศาสตราจารย์ด้านการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม Quaternary, University of Leeds
สำหรับประเทศใด ๆ ที่สามารถเข้าถึงทะเลเหนือที่ตื้นและลมแรงได้ง่าย ลมนอกชายฝั่งจะเป็นกุญแจสำคัญในการพบปะเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
3 บทเรียนเรื่องไฟป่าสำหรับเมืองป่าในขณะที่ Dixie Fire ทำลายประวัติศาสตร์ Greenville, California
3 บทเรียนเรื่องไฟป่าสำหรับเมืองป่าในขณะที่ Dixie Fire ทำลายประวัติศาสตร์ Greenville, California
by Bart Johnson ศาสตราจารย์ด้านภูมิสถาปัตยกรรม มหาวิทยาลัยโอเรกอน
ไฟป่าที่ลุกไหม้ในป่าบนภูเขาที่ร้อนและแห้งแล้งได้พัดผ่านเมือง Gold Rush ของ Greenville รัฐแคลิฟอร์เนีย เมื่อวันที่ 4 สิงหาคม...
จีนสามารถบรรลุเป้าหมายด้านพลังงานและสภาพภูมิอากาศที่กำหนดพลังงานถ่านหิน
จีนสามารถบรรลุเป้าหมายด้านพลังงานและสภาพภูมิอากาศที่กำหนดพลังงานถ่านหิน
by อัลวิน ลิน
ในการประชุมสุดยอดผู้นำด้านสภาพภูมิอากาศในเดือนเมษายน สีจิ้นผิงให้คำมั่นว่าจีนจะ “ควบคุมพลังงานถ่านหินอย่างเข้มงวด…
น้ำสีฟ้าล้อมรอบด้วยหญ้าขาวที่ตายแล้ว
แผนที่ติดตาม 30 ปีของหิมะละลายสุดขั้วทั่วสหรัฐอเมริกา
by Mikayla Mace-แอริโซนา
แผนที่ใหม่ของเหตุการณ์หิมะละลายสุดขั้วในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาชี้แจงกระบวนการที่ขับเคลื่อนการละลายอย่างรวดเร็ว
เครื่องบินทิ้งสารหน่วงไฟสีแดงลงบนไฟป่าในขณะที่นักดับเพลิงที่จอดอยู่ริมถนนมองขึ้นไปบนท้องฟ้าสีส้ม
แบบจำลองคาดการณ์ไฟป่าระเบิด 10 ปี แล้วค่อยๆ ลดลง
by ฮันนาห์ ฮิกกี้-ยู วอชิงตัน
การดูอนาคตของไฟป่าในระยะยาวคาดการณ์ว่าจะเกิดไฟป่าปะทุขึ้นในช่วงเริ่มต้นประมาณทศวรรษ ...

ทัศนคติใหม่ - ความเป็นไปได้ใหม่

InnerSelf.comClimateImpactNews.คอม | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.คอม | ตลาด InnerSelf
ลิขสิทธิ์© 1985 - 2021 InnerSelf สิ่งพิมพ์ สงวนลิขสิทธิ์.