Die Steigerung der Effizienz der Photovoltaik ist ein vorrangiges Ziel der Solarzellentechnologie. Während kühlere Solarzellen effizienter arbeiten als heiße, hat es sich als Herausforderung erwiesen, ihre Temperatur niedrig zu halten, ohne das verfügbare Sonnenlicht zu beeinträchtigen. Ein Forscher berichtet über seinen Erfolg mit SiliziumSchichten, um Solarzellen kühl zu halten.
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Professor Shanhui Fan , Professor für Elektrotechnik an der Stanford University, befasst sich direkt mit dem Problem der Effizienz von Solarzellen. Aufbauend auf früheren Forschungen zur Strahlungskühlung testen Professor Fan und sein Team, wie sich eine Siliziumschicht auf die Wärmeabsorption von Solarzellen auswirkt.
In einem Interview mit ASME , berichtete Professor Fan 'Innerhalb weniger Minuten sahen wir den Kühleffekt, aber das Experiment dauerte mehrere Stunden, wobei wir die Struktur auf dem Dach hatten und die Temperatur der Struktur aufzeichneten. Wir fanden heraus, dass sie eine Temperatur von etwa 13 Grad hatteCelsius, der im Vergleich zu der Struktur ohne die darüber liegende Schicht relativ gesehen viel kühler ist. Dies ist kein Solarzellenexperiment, aber wenn man die Temperatur einer Zelle sogar um 10 Grad Celsius senken kann, würde sich dies in bedeutenEine Effizienzsteigerung von vielleicht mehr als einem Prozentpunkt. Das wäre sehr bedeutsam und könnte viel Geld sparen, insbesondere wenn man bedenkt, dass Solar eine Milliarden-Dollar-Industrie ist. '
Das Forscherteam untersuchte die passive Strahlungskühlung mit verschiedene Siliziumstrukturen .
„Wenn Sie sich eine praktische Solarzelle ansehen, dient jede Schicht verschiedenen Zwecken“, fuhr Professor Fan fort. „Die Deckschicht wird normalerweise zu Schutzzwecken verwendet, und wir weisen in unserer Arbeit darauf hin, dass es ineffizient ist, Schutz zu leistenFür die Funktionalität dieser Überlagerungen besteht eine längerfristige Herausforderung darin, Überlagerungen zu Kühlzwecken zu entwerfen, aber auch alle anderen Funktionen für diese Überlagerungen beizubehalten. '
Das Team untersucht die Verwendung spezifischer Siliziumstrukturen, um Strahlungskühlungseigenschaften bereitzustellen, die sich dem nähern. maximal Solarzellen fähig .
Professor Fan erklärte: „Wir sprechen von einer Kategorie, die wir als niedrigere konservierende Kühlung bezeichnen. Eine Absorptionseigenschaft eines bestimmten Objekts zum Beispiel. Denken Sie an Farbe und Sonne und die Auswirkung auf die Temperatur. Nehmen wir zum Beispiel an, Sie haben einerotes Auto, was bedeutet, dass es eine bestimmte Menge Sonnenlicht absorbiert. Aber Sie möchten, dass es unter der Sonne so kalt wie möglich ist. Diese Arbeit kann helfen. Auch hier bietet das Universum Antworten, wir müssen es nur nutzen. '
Da Wärmestrahlung der einzige Kühlmechanismus ist, der Solarzellen im Weltraum zur Verfügung steht, schlägt das Team ihre vor photonisches Wärmestrahler-Design als vielversprechende Option für Weltraumanwendungen.
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Via : ASME
Geschrieben von Jody Binns