Исследователи говорят, что этот прорыв может привести к производству более тонких, легких и более гибких солнечных панелей, которые можно будет использовать для питания большего количества домов и использования в более широком спектре продуктов.
Изучение --Исследование, проведенное исследователями из Йоркского университета в сотрудничестве с Лиссабонским университетом NOVA (CENIMAT-i3N), исследовало, как различные конструкции поверхности влияют на поглощение солнечного света в солнечных элементах, которые вместе образуют солнечные панели.
Ученые обнаружили, что шахматная конструкция улучшает дифракцию, что повышает вероятность поглощения света, который затем используется для создания электричества.
Сектор возобновляемых источников энергии постоянно ищет новые способы повышения светопоглощения солнечных элементов в легких материалах, которые можно использовать в изделиях: от черепицы до парусов лодок и туристического снаряжения.
Кремний солнечного качества, используемый для создания солнечных элементов, очень энергоемок в производстве, поэтому создание более тонких элементов и изменение конструкции поверхности сделает их более дешевыми и экологически чистыми.
Доктор Кристиан Шустер с факультета физики сказал: «Мы нашли простой трюк для увеличения поглощения тонких солнечных элементов. Наши исследования показывают, что наша идея на самом деле конкурирует с улучшением поглощения более сложных конструкций, одновременно поглощая больше света в глубине плоскость и меньше света вблизи самой поверхностной структуры.
«Наше правило проектирования отвечает всем важным аспектам улавливания света в солнечных элементах, открывая путь для простых, практичных и в то же время выдающихся дифракционных структур с потенциальным влиянием, выходящим за пределы фотонных приложений.
«Эта конструкция открывает потенциал для дальнейшей интеграции солнечных элементов в более тонкие и гибкие материалы и, следовательно, создает больше возможностей для использования солнечной энергии в большем количестве продуктов».
Исследование предполагает, что этот принцип проектирования может повлиять не только на сектор солнечных батарей или светодиодов, но и на такие приложения, как акустические шумозащитные экраны, ветрозащитные панели, противоскользящие поверхности, биосенсорные приложения и атомное охлаждение.
Доктор Шустер добавил:«В принципе, мы могли бы использовать в десять раз больше солнечной энергии с тем же количеством поглощающего материала: в десять раз более тонкие солнечные элементы могли бы обеспечить быстрое распространение фотоэлектрических систем, увеличить производство солнечной электроэнергии и значительно сократить выбросы углекислого газа.
«На самом деле, поскольку переработка кремниевого сырья является очень энергоемким процессом, кремниевые элементы в десять раз тоньше не только снизят потребность в нефтеперерабатывающих заводах, но и снизят затраты, тем самым укрепив наш переход к более зеленой экономике».
Данные Министерства бизнеса, энергетики и промышленной стратегии показывают, что возобновляемые источники энергии, включая солнечную энергию, составили 47% производства электроэнергии в Великобритании за первые три месяца 2020 года.
Время публикации: 12 апреля 2023 г.