Mažos konversijos efektyvumo, kurį sukelia fotovoltinės ląstelės perkaitimas, problema labai veikia fotovoltinių ląstelių veikimą. Pastaruoju metu Stanfordo universiteto mokslininkai veiksmingai sumažino fotovoltinių ląstelių šilumos spinduliavimą, pridėdamas specialų kvarcinio stiklo sluoksnį į fotovoltinių ląstelių paviršių, įveikdamas aušinimo problemas kuriant didelio efektyvumo fotovoltinius elementus.
Fotoelektrinės ląstelės yra viena iš perspektyviausių ir plačiai naudojamų atsinaujinančių energijos šaltinių rinkoje šiandien. Nors lengva gaminti, visada buvo pernelyg mažos saulės konversijos problema. Išskyrus neišvengiamą energijos nuostolį, fotoelektros elementų perkaitimas yra pagrindinė mažo konversijos efektyvumo priežastis. Esant įprastoms darbo sąlygoms, fotovoltinės ląstelės gali lengvai pasiekti aukštesnę nei 55 laipsnių Celsijaus temperatūrą, apriboja fotoelektrinį konversijos greitį, taip pat sumažina baterijos veikimo trukmę. Dabartiniuose aušinimo metoduose daugiausia naudojami ventiliacijos įrenginiai ir skystosios aušinamosios medžiagos, tačiau šie metodai yra ekonomiškumo trūkumas ir fotovoltinės savybės.
"Mūsų naujas požiūris gali pasyviai sumažinti fotovoltinių ląstelių veikimo temperatūrą, gerokai pagerindamas energijos vartojimo efektyvumą ir visą gyvenimą." Feng Shaun, fizikas ir pagrindinis šio straipsnio autorius Zhu Linxiao, teigė, kad šios dvi naudos yra tolesnės sėkmės ir plataus masto fotovoltinių elementų technologijos taikymas.
Fotoelektrinės ląstelės - tai prietaisai, kurie saulės spindulius konvertuoja tiesiogiai į elektros energiją. Sėkmingiausias ir plačiai naudojamas dizainas šiandien yra kristalinių silicio puslaidininkių medžiagų naudojimas, kurio viršutinė energijos konversijos riba yra 30%. Saulės energija, kuri nėra konvertuota, gamina šiluminę spinduliuotę, kuri sumažina fotoelementų efektyvumą. Esant 1 laipsnio Celsijaus fotovoltinės ląstelės temperatūra sumažinama 0,5%. Be to, temperatūros padidėjimas taip pat pagreitins fotovoltinių ląstelių senėjimo greitį, o senėjimo greitis bus dvigubinamas kas 10 laipsnių šilumos.
"Šis konversijos sumažinimo lygis yra labai rimtas", - sakė tyrimo bendraautoris Aaswatas Ramanas. Fotoelektros pramonėje naudojama daug pinigų konversijos problemai spręsti. Mūsų fotovoltinių ląstelių dengimo būdas su specialiu stiklo paviršiumi gali veiksmingai pagerinti fotoelektros efektyvumą.
Spektrui matoma šviesa perneša daugiau energijos, o infraraudonųjų spindulių šviesa praleidžia daugiau šilumos. Skirtingi spinduliai turi skirtingus bangos ilgius, o skirtingi šviesos bangos ilgiai turi skirtingą lūžio ir atspindėjimo poveikį, kai kerta skirtingus paviršių tipus ir formas. "Kvarcas yra skaidrus matomoje šviesoje, tačiau jis gali reguliuoti tam tikrų specialių šviesos bangos ilgių lūžio refrakciją ir atspindėjimą." Fan Shanhui paaiškino, kad šis kvarco plonos sluoksnio dizainas, atspindintis infraraudonųjų spindulių ryšį, nekeičia baterijos pora. Matomos šviesos sugertis nesumažina fotoelektros elementų, kurie yra beveik idealus sprendimas, našumą. Mūsų tikslas yra sumažinti fotovoltinės ląstelių darbinę temperatūrą ir taip padidinti saulės konversiją.
Tačiau aukščiau pateikti rezultatai buvo gauti imituojant.
Šiuo metu Zhu Linxiao ir jo kolegos gamina šiuos prietaisus ir atlieka bandymų eksperimentus. Jų kitas žingsnis - parodyti fotoelektros elementų aušinimo poveikį lauko aplinkoje. "Manome, kad šis darbas išsprendžia svarbią techninę fotovoltinės energijos gamybos problemą ir optimizuoja fotovoltinių ląstelių našumą, todėl jis turi didelį komercinį potencialą." Sakė Zhu Linxiao.
