Pin mặt trời hiệu quả hơn, bền hơn có thể nhờ vào kính

Pin mặt trời hiệu quả hơn, bền hơn có thể nhờ vào kính

Các tế bào năng lượng mặt trời tự làm mát, lâu dài hơn và hiệu quả hơn là trong tầm tay chỉ bằng cách thêm một lớp kính mỏng.

Một bài báo được công bố ngày hôm nay trên tạp chí trực tuyến quang học phác thảo một giải pháp khả thi để tiếp cận tốt hơn với năng lượng mặt trời.

Pin mặt trời hoạt động bằng cách chuyển đổi bức xạ mặt trời thành năng lượng. Thông qua quá trình này, một lượng năng lượng bị mất nhất định được dự kiến.

Nhưng một lượng năng lượng đáng ngạc nhiên bị mất qua pin mặt trời quá nóng. Điều này giới hạn khả năng sản xuất điện của tế bào và giảm tuổi thọ của nó.

Đánh bại cái nóng

Mô hình Nhóm nghiên cứu từ Đại học Stanford ở California đã phát hiện ra rằng khi một lớp mỏng thủy tinh silica được nhúng với các cấu trúc hình nón và kim tự tháp nhỏ được đặt trên đỉnh của pin mặt trời silicon, nhiệt độ hoạt động của các tế bào giảm đáng kể.

Dẫn đầu bởi Giáo sư Kỹ thuật Điện Shanhui Fan, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng lớp thủy tinh này chuyển hướng nhiệt không mong muốn trong khí quyển và vào không gian.

Bằng cách loại bỏ bức xạ hồng ngoại dư thừa, các pin mặt trời giữ mát và hiệu quả hơn trong việc chuyển đổi các tia năng lượng mặt trời thành năng lượng.

pin mặt trờiBản vẽ này cho thấy cách các tế bào năng lượng mặt trời tự làm mát bằng cách che đi bức xạ nhiệt không mong muốn. Các cấu trúc kim tự tháp làm bằng thủy tinh silica cung cấp khả năng làm mát bức xạ tối đa. L. Zhu / Đại học Stanford

Bản vẽ này cho thấy cách các tế bào năng lượng mặt trời tự làm mát bằng cách che đi bức xạ nhiệt không mong muốn. Các cấu trúc kim tự tháp làm bằng thủy tinh silica cung cấp khả năng làm mát bức xạ tối đa. L. Zhu / Đại học Stanford

Tác giả chính của bài báo, ứng cử viên vật lý tiến sĩ Linxiao Zhu, nói rằng phát hiện này có thể dẫn đến việc phát triển các tấm pin mặt trời hiệu quả hơn, làm cho chúng trở nên tốt hơn năng lượng tái tạo thay thế.

Tiết kiệm nhiệt độ của pin mặt trời dẫn đến hiệu quả hoạt động cao hơn, ông Zhu nói.

Hơn nữa, nhiệt độ hoạt động thấp hơn cho pin mặt trời dẫn đến tuổi thọ dài hơn đáng kể, do đó giảm chi phí năng lượng được cân bằng từ một hệ thống.

Giảm năng lượng

Theo bài báo, giới hạn trên của hiệu suất chuyển đổi năng lượng cho một tế bào silicon duy nhất là khoảng 33.7%. Khi tế bào nóng lên, hiệu quả đó giảm xuống - khoảng một nửa phần trăm cho mỗi một mức tăng nhiệt độ.

Chi phí của các phương pháp tích cực để làm mát pin mặt trời - như thông gió hoặc chất làm mát chất lỏng - vượt xa lợi ích. Vì vậy, cho đến nay việc mất hiệu quả do quá nóng vẫn chưa được giải quyết.

Phương pháp thụ động này hoạt động bằng cách sử dụng các bước sóng khác nhau của bức xạ mặt trời. Ánh sáng nhìn thấy trong phổ là tốt nhất trong việc mang năng lượng, trong khi hồng ngoại mang nhiều nhiệt hơn.

Các nhà nghiên cứu tính toán rằng bằng cách loại bỏ bức xạ hồng ngoại bằng cách sử dụng kính silic, nhiệt độ giảm xuống mà không ảnh hưởng tiêu cực đến lượng ánh sáng nhìn thấy mà pin mặt trời có thể hấp thụ.

Giáo sư Fan cho biết, chúng tôi đã đưa ra một thiết kế tối ưu bao gồm các kim tự tháp silica siêu nhỏ.

Cả [Điều này] đều tối đa hóa năng lượng làm mát thông qua cơ chế làm mát bức xạ, trong khi vẫn trong suốt ở bước sóng của bức xạ mặt trời.

Đại học quốc gia Úc Andrew Blakers nói rằng trong khi các tác giả của nghiên cứu này có cơ sở lý thuyết hợp lý, mô hình này khó có thể khả thi trong thế giới thực.

Thật không may, các so sánh trong bài báo là giữa các cấu trúc đặc biệt và pin mặt trời trần, thay vì các tế bào năng lượng mặt trời [và] không bao giờ được triển khai trong lĩnh vực này, theo ông Bakers, Giám đốc Trung tâm Hệ thống năng lượng bền vững (CECS) tại ANU.

Phần cứng Superstrate thủy tinh tiêu chuẩn có nhiều chức năng bao gồm độ bền, chống trầy xước, độ bền cấu trúc, khả năng chống ẩm, bám dính với eva / silicone.

Superstrate thủy tinh phải được bỏ qua vì nó gây ra quá nhiều sự hấp thụ ký sinh của bức xạ nhiệt - nó sẽ phải được thay thế bằng chất nền để làm cho mô-đun tự hỗ trợ.

Phó giáo sư Ben Powell từ Đại học Queensland nói rằng trong khi phương pháp này là một khả năng thú vị, chi phí có thể lớn hơn lợi ích.

Nếu không thể sản xuất đủ rẻ thì tiền điện tăng thêm từ hiệu quả đạt được và chi phí tiết kiệm thay thế pin mặt trời sẽ không phải trả cho lớp phủ - trong trường hợp đó sẽ không có ai quan tâm đến việc sử dụng nó. .

Đây là một ý tưởng rất thanh lịch và đầy hứa hẹn, nhưng còn một chặng đường dài trước khi bạn tìm thấy nó trên mái nhà của bạn.

Mặc dù vậy, các tác giả của bài báo tự tin rằng sự phát triển trong tương lai là có thể. Theo Linxiao Zhu, bước tiếp theo là áp dụng nghiên cứu này vào các ứng dụng thực tế.

Ông đã xác nhận thiết kế này thông qua các phương pháp số cực kỳ chính xác và hiện đang làm việc để chứng minh bằng thực nghiệm các nguyên mẫu đầu tiên, ông nói.

ConversationBài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

NHỮNG VIDEO MỚI NHẤT

Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
by super User
Cuộc khủng hoảng khí hậu đang buộc hàng nghìn người trên thế giới phải chạy trốn khi nhà cửa của họ ngày càng trở nên không thể ở được.
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
by Alan N Williams và cộng sự
Báo cáo mới nhất từ ​​Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) tuyên bố rằng không có sự sụt giảm đáng kể
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
by toby tyrrell
Phải mất 3 hoặc 4 tỷ năm tiến hóa để tạo ra Homo sapiens. Nếu khí hậu hoàn toàn thất bại chỉ một lần trong đó…
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
by Brice Rea
Sự kết thúc của kỷ băng hà cuối cùng, khoảng 12,000 năm trước, được đặc trưng bởi một giai đoạn lạnh cuối cùng được gọi là Younger Dryas.…
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
by Frank Wesselingh và Matteo Lattuada
Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên bờ biển, nhìn ra biển. Trước mặt bạn là 100 mét cát cằn cỗi trông giống như một…
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
by Richard Ernst
Chúng ta có thể học được nhiều điều về biến đổi khí hậu từ Sao Kim, hành tinh chị em của chúng ta. Sao Kim hiện có nhiệt độ bề mặt là…
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
by Julie Brigham-Grette và Steve Petsch
Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay, nó chỉ đo được XNUMX…

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

năng lượng xanh2 3
Bốn cơ hội về hydro xanh cho vùng Trung Tây
by Christian Tae
Để ngăn chặn một cuộc khủng hoảng khí hậu, Trung Tây, giống như phần còn lại của đất nước, sẽ cần phải khử cacbon hoàn toàn nền kinh tế của mình bằng cách…
ug83qrfw
Rào cản chính đối với nhu cầu đáp ứng nhu cầu cần kết thúc
by John Moore, Trên Trái đất
Nếu các cơ quan quản lý liên bang làm đúng, khách hàng sử dụng điện trên khắp Trung Tây có thể sớm kiếm được tiền trong khi…
cây để trồng cho khí hậu2
Trồng những cây này để cải thiện cuộc sống thành phố
by Mike Williams-Rice
Một nghiên cứu mới xác định cây sồi sống và cây sung Mỹ là những nhà vô địch trong số 17 “siêu cây” sẽ giúp tạo ra các thành phố…
đáy biển phía bắc
Tại sao chúng ta phải hiểu địa chất đáy biển để khai thác gió
by Natasha Barlow, Phó Giáo sư về Thay đổi Môi trường Đệ tứ, Đại học Leeds
Đối với bất kỳ quốc gia nào được thiên nhiên ưu đãi dễ dàng tiếp cận Biển Bắc cạn và nhiều gió, gió ngoài khơi sẽ là chìa khóa để đáp ứng mạng lưới…
3 bài học về cháy rừng cho các thị trấn trong rừng khi Dixie Fire phá hủy lịch sử Greenville, California
3 bài học về cháy rừng cho các thị trấn trong rừng khi Dixie Fire phá hủy lịch sử Greenville, California
by Bart Johnson, Giáo sư Kiến trúc Cảnh quan, Đại học Oregon
Một đám cháy rừng bùng cháy trong khu rừng núi khô nóng quét qua thị trấn Cơn sốt vàng ở Greenville, California, vào ngày 4 tháng XNUMX,…
Trung Quốc có thể đáp ứng các mục tiêu về năng lượng và khí hậu Giới hạn năng lượng than
Trung Quốc có thể đáp ứng các mục tiêu về năng lượng và khí hậu Giới hạn năng lượng than
by Alvin Lin
Tại Hội nghị thượng đỉnh về khí hậu của Nhà lãnh đạo vào tháng XNUMX, Tập Cận Bình cam kết rằng Trung Quốc sẽ “kiểm soát chặt chẽ nhiệt điện than…
Nước trong xanh bao quanh bởi cỏ trắng chết chóc
Bản đồ theo dõi 30 năm tuyết tan khắc nghiệt trên khắp Hoa Kỳ
by Mikayla Mace-Arizona
Một bản đồ mới về các hiện tượng tuyết tan khắc nghiệt trong 30 năm qua làm rõ các quá trình thúc đẩy quá trình tan chảy nhanh chóng.
Một chiếc máy bay thả chất chống cháy đỏ vào đám cháy rừng khi các nhân viên cứu hỏa đậu dọc con đường nhìn lên bầu trời màu cam
Mô hình dự đoán đợt cháy rừng kéo dài 10 năm, sau đó suy giảm dần
by Hannah Hickey-U. Hoa Thịnh Đốn
Nhìn vào tương lai dài hạn của cháy rừng dự đoán một đợt bùng phát cháy rừng ban đầu kéo dài khoảng một thập kỷ,…

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | Nội điện.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.