Fotovoltaik hücrelerin aşırı ısınmasının neden olduğu düşük dönüşüm verimliliği problemi, fotovoltaik hücrelerin performansını büyük ölçüde etkiler. Son zamanlarda, Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, fotovoltaik hücrelerin yüzeyine özel bir kuvars cam tabakası ekleyerek, yüksek verimli fotovoltaik hücrelerin gelişimindeki soğutma sorunlarının üstesinden gelmek suretiyle fotovoltaik hücrelerin aşırı ısı radyasyonunu etkili bir şekilde azaltmıştır.
Fotovoltaik hücreler günümüzde piyasadaki en umut verici ve yaygın olarak kullanılan yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Üretimi kolay olsa da, her zaman çok düşük güneş dönüşümü problemi olmuştur. Kaçınılmaz enerji kaybı dışında, fotovoltaik hücrelerin aşırı ısınması, düşük dönüşüm verimliliğinin ana sebebidir. Normal çalışma koşullarında, fotovoltaik hücreler 55 derecenin üzerindeki sıcaklıklara kolayca ulaşabilir, bu da fotoelektrik dönüşüm oranını sınırlandırırken, pil ömrünü de azaltır. Mevcut soğutma yöntemleri esas olarak havalandırma cihazları ve sıvı soğutucuları kullanır, ancak bu yöntemler ekonominin eksikliği ve fotovoltaik performansı etkiler.
“Yeni yaklaşımımız, fotovoltaik hücrelerin çalışma sıcaklığını pasif bir şekilde azaltabilir, enerji dönüşüm verimliliğini ve ömrünü önemli ölçüde artırabilir.” Stanford Üniversitesi fizikçisi ve baş yazarı Zhu Linxiao, bu iki yararın sürekli başarıya ve yaygınlığa elverişli olduğunu söyledi. fotovoltaik hücre teknolojisinin uygulanması.
Fotovoltaik hücreler güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Bugün en başarılı ve yaygın olarak kullanılan tasarım,% 30'luk bir üst enerji dönüşüm sınırına sahip olan kristalli silikon yarı iletken malzemelerin kullanılmasıdır. Dönüştürülmeyen güneş enerjisi, fotovoltaik hücrenin performansını azaltan termal radyasyon üretir. 1 santigrat derecede fotovoltaik hücrenin sıcaklığı% 0,5 azalır. Ayrıca, sıcaklık artışı fotovoltaik hücrelerin yaşlanma hızını da artıracak ve her 10 santigrat derece artış için yaşlanma oranı ikiye katlanacaktır.
Çalışmanın ortak yazarı Aaswath Raman, "Bu dönüşüm seviyesinin azaltılması çok ciddi" dedi. Fotovoltaik endüstrisinde, dönüştürme problemini çözmek için çok para kullanılıyor. Fotovoltaik hücrelerin özel bir cam yüzey ile kaplanması yöntemimiz, fotovoltaik etkinliği etkin bir şekilde artırabilir.
Spektrumda, görünür ışık daha fazla enerji taşır, kızılötesi ışık ise daha fazla ısı taşır. Farklı ışınların farklı dalga boyları vardır ve farklı dalga boyları farklı yüzey ve şekillerden geçerken farklı kırılma ve yansımalara sahiptir. “Kuvars görünür ışığa karşı şeffaftır, ancak bazı özel dalga boylarındaki ışığın kırılmasını ve yansıtıcılığını ayarlayabilir.” Fan Shanhui, kuartz ince tabakanın bu tasarımının kızıl ötesiden yansıyarak pil çiftini etkilemediğini açıkladı. Görünür ışığın emilimi, ideal bir çözüm olan fotovoltaik hücrelerin performansını düşürmez. Amacımız fotovoltaik hücrelerin çalışma sıcaklığını azaltmak ve böylece güneş dönüşümü artırmaktır.
Ancak, yukarıdaki sonuçlar simülasyon yoluyla elde edilmiştir.
Zhu Linxiao ve meslektaşları şu anda bu cihazları üretiyor ve test denemeleri yapıyorlar. Bir sonraki adımı, açık bir ortamda fotovoltaik hücrelerin soğutma etkisini göstermektir. "Bu çalışmanın, fotovoltaik enerji üretimi konusunda önemli bir teknik problemi çözdüğünü ve fotovoltaik hücrelerin performansını optimize ettiğini düşünüyoruz. Bu nedenle, büyük bir ticari potansiyele sahip." Zhu Linxiao dedi.
