Odbijające się światło zwiększa efektywność ogniw słonecznych

Odbijające się światło zwiększa efektywność ogniw słonecznych

Odpowiednie skręcenie starej konstrukcji ogniw słonecznych wysyła światło rykoszetem poprzez warstwy mikroskopijnych sfer, potencjalnie zwiększając sprawność ogniw słonecznych o 26%.

Dzięki zastosowaniu inżynierii zmiennie ułozonych warstw nano i mikrocząsteczek, zespół inżynierów z University of Minnesota poprawił sprawność typowych ogniw słonecznych o 26%.

Czułe na barwę ogniwa DSSC są zrobione z dwutlenku tytanu, światłoczułego materiału, który jest tańszy od krzemu stosowanego w obecnych rozwiązaniach, które zbliżają się do teoretycznego progu sprawności. Jednak obecnie projekty ogniw DSSC posiadają 10-procentową sprawność.

Jedną z przyczyn niskiej efektywności jest to, że ogniwa nie radzą sobie z wchłanianiem energii światła podczerwonego. Nowa warstwowa konstrukcja, jak opisano w Journal of Renewable and Sustainable Energy, zwiększa drogę przebytą przez światło w ogniwie słonecznym i przetwarza szersze spektrum widma elektromagnetycznego w energię elektryczną. Komórki składają się z mikrometrowych sfer z nanometrowymi porami umieszczonymi warstwami.

Sfery, które wykonane są z dwutlenku tytanu, zachowują się jak ciasno upakowane zderzaki w automacie do gier, powodując, że fotony odbijają się, zanim ostatecznie opuszczą ogniwo. Za każdym razem, gdy foton oddziałuje z którąś ze sfer, generowany jest mały ładunek elektryczny.

Interferencje między warstwami pozwalają również na podniesienie wydajności, działając jak lustra i zatrzymując światło wewnątrz ogniwa słonecznego, gdzie może być ono zamienione na energię elektryczną. Taka strategia obrana jest, aby zwiększyć efektywność zbierania światła i może być łatwo zintegrowana z obecnie dostępnymi na rynku ogniwami DSSC.

(rr)