Τα νέα υλικά δημιουργούν καινοτομίες στην απόδοση των ηλιακών κυψελών.

Η ηλιακή ενέργεια γίνεται μια από τις πιο δημοφιλείς εναλλακτικές πηγές ενέργειας για την παροχή καθαρής και οικονομικά προσιτής ηλεκτρικής ενέργειας.

Ωστόσο, η τρέχουσα τεχνολογία συλλογής ηλιακής ενέργειας δεν έχει ακόμη αξιοποιήσει πλήρως τις δυνατότητες του ηλιακού φωτός, επομένως πρόσφατη έρευνα από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Κορέας έχει τραβήξει την προσοχή.

Η απόδοση συλλογής φωτός είναι ένας σημαντικός παράγοντας στον προσδιορισμό της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ.

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: REUTERS

Δημοσιεύτηκε στο περιοδικό ACS Applied Materials & Interfaces , και η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε ένα νέο υλικό ικανό να απορροφά τα περισσότερα μήκη κύματος στο ηλιακό φάσμα, ενισχύοντας έτσι σημαντικά την ποσότητα φωτός που μπορούν να συλλέξουν οι τεχνολογίες ηλιακής ενέργειας. Ανέπτυξαν «υπερσφαίρες» ή νανοσφαίρες χρυσού, που μπορούν να απορροφήσουν μήκη κύματος απρόσιτα για τα τρέχοντα φωτοβολταϊκά υλικά.

Αν και τα νανοσωματίδια αργύρου και χρυσού είναι γνωστά για την ικανότητά τους να συλλέγουν ηλιακή ενέργεια, μπορούν να απορροφήσουν μόνο ένα μικρό κλάσμα του ηλιακού φάσματος. Η ερευνητική ομάδα αποφάσισε να βελτιώσει αυτήν την τεχνολογία χρησιμοποιώντας αυτοσυναρμολογούμενες υπερσφαίρες χρυσού, οι οποίες αποτελούνται από νανοσωματίδια χρυσού που συγκεντρώνονται μαζί για να σχηματίσουν μικρές σφαίρες. Ρυθμίζοντας τη διάμετρο των υπερσφαιρών, επέκτειναν την ικανότητά τους να απορροφούν το φως.

Εντυπωσιακή απόδοση απορρόφησης ηλιακού φωτός.

Για να ελέγξει την αποτελεσματικότητα των υπερσφαιρών, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε προσομοιώσεις σε υπολογιστή για να βελτιστοποιήσει τον σχεδιασμό και να εκτιμήσει την απόδοση. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι υπερσφαίρες μπορούσαν να απορροφήσουν έως και 90% των ηλιακών μηκών κύματος. Σε πρακτικές δοκιμές, όταν ένα διάλυμα που περιείχε τις υπερσφαίρες εφαρμόστηκε σε μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια και φωτίστηκε με έναν προσομοιωτή ηλιακής ενέργειας LED, η μέση απορρόφηση ηλιακής ενέργειας έφτασε το 89%, ενώ ο ρυθμός απορρόφησης μεμονωμένων νανοσωματιδίων χρυσού ήταν μόνο 45%.

Ο Seungwoo Lee, ένας από τους επιστήμονες που συμμετείχαν στην έρευνα, δήλωσε: «Οι πλασμονικές υπερσφαίρες μας παρέχουν μια απλή οδό για την αξιοποίηση ολόκληρου του ηλιακού φάσματος. Αυτή η τεχνολογία επίστρωσης μπορεί να μειώσει σημαντικά το εμπόδιο για τα ηλιακά θερμικά και φωτοθερμικά συστήματα υψηλής απόδοσης σε πρακτικές ενεργειακές εφαρμογές».

Εάν αυτές οι υπερσφαίρες εφαρμοστούν ευρέως στην κατασκευή ηλιακών πάνελ, θα μπορούσαν να αποφέρουν σημαντική εξοικονόμηση στις κοινότητες και τα νοικοκυριά που χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια, συμβάλλοντας παράλληλα στη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Αυτή η εξέλιξη ανοίγει προοπτικές για ένα καθαρότερο και πιο βιώσιμο ενεργειακό μέλλον.

Ωστόσο, το αν αυτές οι υπερσφαίρες θα γίνουν ένα νέο υλικό για ηλιακούς συλλέκτες παραμένει ένα αναπάντητο ερώτημα.

Πηγή: https://thanhnien.vn/vat-lieu-moi-tao-dot-pha-hieu-suat-pin-mat-troi-185260428110516658.htm