Noile panouri solare capabile să producă o lumină de la căldură

Există două direcții de dezvoltare a teoriei conversiei energiei solare în energie electrică. Prima teorie presupune conversia luminii solare, folosind anumite proprietăți de semiconductori, capabile să genereze energie electrică în contact cu ei la lumina soarelui, iar a doua, presupunând colectarea de căldură de radiație solară concentrată și transformarea ulterioară a căldurii în energie electrică prin intermediul turbinelor termice, atât pe TPP.

Aceste celule solare includ straturi speciale de materiale capabile să absoarbă lumina soarelui și depozitați-l sub formă de căldură, și apoi să-l emită în formă de lumină. Prin ajustarea numărului de straturi de material poate varia lungimea undei luminii emise. strat de bază tradițional pentru celule solare - siliciu, se poate transforma apoi radiația secundară într-un curent electric. Teoretic, un astfel de sistem are o eficiență mai mare decât fotocelule individuale.

oamenii de stiinta MIT s-au mutat în această direcție chiar mai departe. În investigarea componentelor STPV îmbunătățite și celule solare convenționale în lumina directă a soarelui și în vreme tulbure, am constatat că sistemul lor este mai mult de două ori mai eficienta limita teoretică a celulelor solare.

Această limită, cunoscută sub numele de limita Shockley - Kvayssera a fost un zid de impunătoare pentru mulți cercetători după soluționarea inventatorului a tranzistorului, William Shockley și Hans-Joachim Queisser în 1961. Pentru celula monostrat limita silicic activă este de aproximativ 32%. Celulele solare moderne tipice au o eficiență de 10% - 20%.

„În thermophotovoltaics elemente au toate posibilitățile de a depăși această limită,“ - spune David Beirman, unul dintre participanții la proiect. „Am arătat că numai cu propria noastră geometrie neoptimizat am putea rupe limita de Shockley - Kvayssera“, - a adăugat el. Celula solară poate genera de două ori mai multă putere dintr-o anumită zonă de panouri solare, care sunt formate din celule de siliciu.

Noi progrese în thermophotovoltaics au un caracter diferit de-a lungul anilor. Principalul obstacol pentru oamenii de știință a fost procesul de selecție a materialelor, care emit energie solară la anumite lungimi de undă și capabile să reziste la temperaturi ridicate.

Nanofirelor absorb aproape toate fotonii de lumina soarelui, concentrate într-un fascicul îngust printr-o serie de oglinzi. Lumina de la soare încălzește materialul, iar odată ce temperatura ajunge la 1000 0 C, cristalele încep să emită lumină la lungimi de undă specifice pentru care elementul de bază poate fi reacționați. filtru optic îmbunătățit reflectă înapoi orice lungimi de undă nedorite care sunt absorbite de cristal din spate pentru a reține căldura.

Unele tipuri de celule solare atins un randament de peste 40%, dar folosind mai multe straturi de celule capabile să absoarbă o lumină vizibilă de bandă largă. Problema a fost că acest element al structurii ca un drum care a fost aplicată numai prin satelit și alte tehnologii spațiale.

Produsul este nou de cercetare include siliciu cristalin, cele mai comune și ieftine materiale pentru celule solare, care, datorită noilor tehnologii ar putea merge în jos în valoare. Eficacitatea lor este crescut foarte mult atunci când este utilizat în vreme tulbure, deoarece acest design foloseste caldura pentru munca lor, mai degrabă decât razele directe. Următorul pas al cercetării, în conformitate cu Beirman, se va extinde prototipuri de laborator și de proiectare mai ieftin a bateriei.