Изследователите казват, че пробивът може да доведе до производството на по-тънки, по-леки и по-гъвкави слънчеви панели, които могат да се използват за захранване на повече домове и да се използват в по-широка гама от продукти.
Ученето --ръководен от изследователи от университета в Йорк и проведен в партньорство с университета NOVA в Лисабон (CENIMAT-i3N) - изследва как различните дизайни на повърхността влияят върху абсорбцията на слънчева светлина в слънчевите клетки, които заедно образуват слънчеви панели.
Учените установиха, че дизайнът на шахматната дъска подобрява дифракцията, което повишава вероятността светлината да бъде абсорбирана, която след това да се използва за създаване на електричество.
Секторът на възобновяемата енергия непрекъснато търси нови начини за увеличаване на абсорбцията на светлина от слънчеви клетки в леки материали, които могат да се използват в продукти от керемиди до платна за лодки и оборудване за къмпинг.
Силиконът от соларен клас, използван за създаване на слънчеви клетки, е много енергоемък за производство, така че създаването на по-тънки клетки и промяната на повърхностния дизайн ще ги направи по-евтини и по-щадящи околната среда.
Д-р Кристиан Шустер от Департамента по физика каза: „Намерихме прост трик за увеличаване на абсорбцията на тънки слънчеви клетки. Нашите изследвания показват, че нашата идея всъщност съперничи на подобряването на абсорбцията на по-сложни дизайни – като същевременно абсорбира повече светлина дълбоко в равнина и по-малко светлина близо до самата повърхностна структура.
„Нашето правило за проектиране отговаря на всички съответни аспекти на улавянето на светлината за слънчеви клетки, разчиствайки пътя за прости, практични и същевременно изключителни дифракционни структури, с потенциално въздействие отвъд фотонните приложения.
„Този дизайн предлага потенциал за допълнително интегриране на слънчеви клетки в по-тънки, гъвкави материали и следователно създава повече възможности за използване на слънчева енергия в повече продукти.“
Проучването предполага, че принципът на проектиране може да повлияе не само в сектора на слънчевите клетки или светодиодите, но и в приложения като акустични шумови щитове, ветрозащитни панели, противоплъзгащи се повърхности, биосензорни приложения и атомно охлаждане.
Д-р Шустер добави:„По принцип бихме използвали десет пъти повече слънчева енергия със същото количество абсорбиращ материал: десет пъти по-тънки слънчеви клетки биха могли да позволят бързо разширяване на фотоволтаиците, да увеличат производството на слънчева електроенергия и значително да намалят нашия въглероден отпечатък.
„Всъщност, тъй като рафинирането на силициевата суровина е толкова енергоемък процес, десет пъти по-тънки силициеви клетки не само ще намалят нуждата от рафинерии, но и ще струват по-малко, като по този начин ще улеснят прехода ни към по-екологична икономика.“
Данните от Министерството на бизнеса, енергетиката и индустриалната стратегия показват, че възобновяемата енергия – включително слънчевата – представлява 47% от производството на електроенергия в Обединеното кралство през първите три месеца на 2020 г.
Време на публикуване: 12 април 2023 г