A fotovoltaikus sejtek túlmelegedése által okozott alacsony konverziós hatékonyság nagyban befolyásolja a fotovoltaikus sejtek teljesítményét. A Stanford Egyetem kutatói a közelmúltban hatékonyan csökkentették a fotovoltaikus sejtek túlzott hősta-sugárzását oly módon, hogy a fotovoltaikus sejtek felszínéhez egy speciális kvarc-üvegréteget adtak hozzá, és felülkerekedtek a nagy hatékonyságú fotovoltaikus cellák fejlesztésének hűtési problémáiból.
A fotovoltaikus cellák az egyik legígéretesebb és széles körben használt megújuló energiaforrás a piacon. Bár könnyű gyártani, mindig is probléma volt a túl alacsony szoláris átalakítás. Az elkerülhetetlen energiaveszteség kivételével a fotovoltaikus cellák túlmelegedése az alacsony konverziós hatékonyság fő oka. A normál munkakörülmények között a fotovoltaikus cellák könnyen elérhetik a 55 Celsius fok feletti hőmérsékletet, korlátozva ezzel a fotoelektromos konverziós arányt, miközben csökkentik az akkumulátor élettartamát. A jelenlegi hűtési módszerek elsősorban szellőztető eszközöket és folyékony hűtőanyagokat használnak, de ezek a módszerek a gazdaság hiánya és a fotovoltaikus teljesítmény befolyásolása.
"Az új megközelítésünk passzív módon csökkenti a fotovoltaikus cellák működési hőmérsékletét, jelentősen növelve energiatakarékossági hatékonyságukat és élettartamukat." A Stanford Egyetem fizikusa és az ólom vezetője, Zhu Linxiao elmondta, hogy ez a két előnnyel jár a folyamatos siker és a széles körű fotovoltaikus cellák technológiájának alkalmazása.
A fotovillamos cellák olyan eszközök, amelyek a napfényt közvetlenül elektromos energiává alakítják át. A legsikeresebb és széles körben használt formatervezési minta jelenleg olyan kristályos szilícium félvezető anyagok használata, amelyek 30% -os felső energia-konverziós határértékkel rendelkeznek. A nem átalakított napenergia olyan termikus sugárzást hoz létre, amely csökkenti a fotovoltaikus cellák teljesítményét. 1 Celsius foknál a fotovoltaikus cellák hőmérséklete 0,5% -kal csökken. Ráadásul a hőmérséklet-emelkedés felgyorsítja a fotovoltaikus sejtek öregedési ütemét, és az öregedési ráta megduplázódik minden 10 fokos növekedésnél.
"Ez a konverziócsökkentés nagyon komoly" - mondta Aaswath Raman, a tanulmány társszerzője. A fotovoltaikus iparban sok pénzt használnak a konverziós probléma megoldására. A fotovoltaikus cellák különleges üvegfelülettel történő lefedésének módja hatékonyan javíthatja a fotovoltaikus hatékonyságot.
A spektrumban a látható fény több energiát hordoz, míg az infravörös fény nagyobb hőt hordoz. A különböző sugarak különböző hullámhosszakkal rendelkeznek, és a fény különböző hullámhossza különböző fénytörést és reflexiót eredményez, amikor különböző típusú és alakú felületeken halad át. "A kvarc átlátszó a látható fényhez, de beállíthatja bizonyos fénysugarak fénytörését és fényvisszaverő képességét." Fan Shanhui elmagyarázta, hogy a kvarc vékony rétegnek ez a kialakítása, miközben az infravörös fényt tükrözi, nem befolyásolja az akkumulátor párt. A látható fény felszívódása nem csökkenti a fotovoltaikus sejtek teljesítményét, ami közel tökéletes megoldás. Célunk, hogy csökkentsük a napelemek működési hőmérsékletét, és ezáltal növeljük a napkollektor átalakítását.
A fenti eredményeket azonban szimulációval nyertük.
Zhu Linxiao és munkatársai jelenleg gyártják ezeket az eszközöket, és kísérleti kísérleteket végeznek. Következő lépésük a napelemek hűtési hatásának demonstrálása kültéri környezetben. "Hisszük, hogy ez a munka megoldja a fotovoltaikus energiatermelés fontos műszaki problémáját, és optimalizálja a fotovoltaikus sejtek teljesítményét, ezért nagy kereskedelmi potenciállal rendelkezik." Zhu Linxiao mondta.
