Problemet med lav omformingseffektivitet forårsaket av overoppheting av fotovoltaiske celler påvirker i stor grad ytelsen til fotovoltaiske celler. Nylig har forskere ved Stanford University effektivt redusert overskytende varmestråling av fotovoltaiske celler ved å legge til et spesielt lag av kvartsglass på overflaten av fotovoltaiske celler, overvinne kjøleproblemer i utviklingen av høyfunksjonelle fotovoltaiske celler.
Fotovoltaiske celler er en av de mest lovende og mye brukt fornybare energikilder på markedet i dag. Selv om det er lett å produsere, har det alltid vært et problem med for lav solkonvertering. Utenom det uunngåelige energitapet er overoppheting av fotovoltaiske celler den viktigste årsaken til lav konverteringseffektivitet. Under normale arbeidsforhold kan fotovoltaiske celler lett nå temperaturer over 55 grader Celsius, og begrenser den fotoelektriske konverteringshastigheten samtidig som batterilevetiden reduseres. De nåværende kjølemetoder bruker hovedsakelig ventilasjonsanordninger og flytende kjølemidler, men disse metodene er mangel på økonomi og påvirker fotovoltaisk ytelse.
"Vår nye tilnærming kan passivt redusere driftstemperaturen til fotovoltaiske celler, betydelig forbedring av energieffektiviseringseffektiviteten og levetiden." Stanford University fysik og hovedforfatter av papiret, Zhu Linxiao, sa at disse to fordelene bidrar til fortsatt suksess og bred anvendelse av fotovoltaisk celle teknologi.
Fotovoltaiske celler er enheter som konverterer sollys direkte til elektrisk energi. Den mest vellykkede og utbredte designen i dag er bruken av krystallinske silisium-halvledermaterialer med en øvre energikonverteringsgrense på 30%. Solenergi som ikke omdannes, produserer termisk stråling som reduserer ytelsen til den fotovoltaiske cellen. Ved 1 grader Celsius reduseres temperaturen til den fotovoltaiske cellen med 0,5%. I tillegg vil økningen i temperaturen også akselerere aldringshastigheten til fotovoltaiske celler, og aldringshastigheten vil bli doblet for hver 10 grader Celsius økning.
"Dette nivået av konverteringsreduksjon er veldig alvorlig," sa Aaswath Raman, medforfatter av studien. I fotovoltaisk industri blir mye penger brukt til å løse konverteringsproblemet. Vår metode for å dekke fotovoltaiske celler med en spesiell glassoverflate kan effektivt forbedre fotovoltaisk effektivitet.
I spektret bærer synlig lys mer energi, mens infrarødt lys bærer mer varme. Forskjellige stråler har forskjellige bølgelengder, og forskjellige bølgelengder av lys har forskjellig brytningsevne og refleksjon når de passerer gjennom forskjellige typer og former av overflater. "Kvarts er gjennomsiktig for synlig lys, men det kan justere brytningen og refleksjonen av noen spesielle bølgelengder av lys." Fan Shanhui forklarte at denne utformingen av kvarts tynn lag, mens den reflekterer av infrarød, ikke påvirker batteriparet. Absorpsjonen av synlig lys svekker ikke ytelsen til fotovoltaiske celler, noe som er en nesten ideell løsning. Målet vårt er å redusere driftstemperaturen til fotovoltaiske celler og dermed øke solkonvertering.
Imidlertid ble de ovennevnte resultater oppnådd ved simulering.
Zhu Linxiao og hans kolleger produserer for øyeblikket disse enhetene og gjennomfører testeksperimenter. Deres neste skritt er å demonstrere kjøleeffekten av fotovoltaiske celler i et utemiljø. "Vi tror at dette arbeidet løser et viktig teknisk problem med fotovoltaisk kraftproduksjon og optimaliserer ytelsen til fotovoltaiske celler. Derfor har den et stort kommersielt potensial." Zhu Linxiao sa.
