"Vitráž" fotovoltaické pojistky tvar a funkce

Anonim

"Vitráže " fotovoltaické pojistky tvar a funkce

Elektronika

Heidi Hoopes

5. března 2014

7 obrázků

Tato barevná americká vlajka je ve skutečnosti funkční a průhledná solární buňka (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)

Krásná instalace barevného skla, barevný billboard nebo řada oken v kancelářské budově ... všechny jako solární články generující elektřinu? Nový výzkum na University of Michigan dává metodu vytváření takových průhledných a barevných solárních článků za použití hybridního křemíkového / organického složení a dále se vyhýbá některým problémům předchozích barevných a průhledných solárních článků.

Mnoho stávajících možností barevných solárních článků závisí na barvách, které rozptylují světlo a rozostří pozadí, nebo plazmonické nebo fotonické filtry, které mají nevýhodu, kdy posunutý pozorovací úhel vede k nežádoucím změnám barev. Aby vytvořila barevnou solární buňku, která se vyhnout těmto problémům a je také průhledná, Jay Guo a jeho výzkumný tým učinili pár klíčových rozhodnutí.

Za prvé, průhlednost vyžaduje tenkou polovodičovou vrstvu v rozmezí 10-20 nm, mnohem tenčí než běžné dopované silikonové solární články. Tento problém je řešen pomocí vrstvy amorfního křemíku (a-Si) spíše než krystalického křemíku. Průmysl plochých panelových displejů již používá a-Si, a proto existuje stávající technologie pro ukládání velkého množství látek, jakou byste chtěli při vytváření velkých solárních panelů.

Druhým problémem je vytvoření barvy. Guo 's výzkumný tým zjistil, že nanesením různých tloušťek a-Si získaly různé barvy ve výsledném panelu: 6 nm pro modrou, 11 nm pro zelenou a 31 nm pro červenou barvu, v tomto experimentu.

Pomocí těchto barevných buněk vytvořil tým Guo malou americkou vlajku, která zdánlivě je jen dekorativní sklo, ale pod slunečním světlem produkovalo téměř 2 mA proudů s 2 procentní účinností. Naproti tomu čisté organické solární panely obecně dosahují přibližně 10% účinnosti. Podle definice se světlo odráží zpět do našich očí, když vnímáme barvu, takže barevný solární panel nebude mít stejnou účinnost jako něco, co je černé.

Vědci to říkají jako jednu z výhod, že vymění nějaký užitek za krásu. Navíc Guo předpokládá, že barevné buňky, podle zásluh jejich odvolání, se používají spíše na celých stranách budov než na střechách.

Tým také vytvořil panely, které byly reflexní, spíše než průhledné, jak je uvedeno níže.

Navíc barevné panely neměly při pohledu do úhlu 60-70 stupňů barvy. Když se podíváte na rohový panel, který se nachází na ulici, pravděpodobně uvidíte stejný efekt, jako byste se na ně dívali.

Jednou z nových aplikací navržených výzkumným týmem je skleníková střecha, ve které je zelené a ultrafialové světlo absorbováno pro přeměnu na elektřinu, přičemž prochází optimální červené a modré vlnové délky níže rostoucími rostlinami.

Výzkum byl původně publikován ve vědeckých zprávách .

V níže uvedeném videu popisuje Guo svůj výzkum a některé zásluhy z projektu.

Zdroj: Michiganská univerzita

Tato barevná americká vlajka je ve skutečnosti funkční a průhledná solární buňka (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)

Barevná solární buňka, která je také reflexní, spíše než průhledná (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)

Člen výzkumného týmu testuje vodivost barevné solární buňky (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)

Všechny oblasti této transparentní americké vlajky slunečních článků vedou elektřinu (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)

Barevná solární buňka, která je reflexní, spíše než průhledná (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)

Transparentní solární článek držený až na světlo okna (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)

Barevná solární buňka, která je reflexní, spíše než průhledná (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)