+
Bedryf

UCR ontwikkel nuwe sonpaneelbedekking vir verbeterde doeltreffendheid

UCR ontwikkel nuwe sonpaneelbedekking vir verbeterde doeltreffendheid

Alhoewel die son meer as 50 persent van sy lig as 'naby-infrarooi' lig uitstraal, kan sonselle slegs sigbare lig absorbeer, wat beteken dat sonpanele slegs ongeveer 20 persent doeltreffend is. 'N Span chemici aan die Universiteit van Kalifornië Riverside het egter nou 'n manier gevind om die doeltreffendheid van die sonpaneel te verhoog deur anorganiese halfgeleier-nanokristalle met organiese molekules te kombineer en sodoende fotone suksesvol te' upconvert 'in die sigbare en naby-infrarooi streke van die sonspektrum. Die gedagte agter die navorsing is dat sonenergie selfs goedkoper kan wees as die hoeveelheid grond wat benodig word om sonpanele in te sit, sowel as die arbeidskoste verbonde aan konstruksie, verminder kan word.

"Die infrarooi gebied van die sonspektrum gaan dwarsdeur die fotovoltaïese materiale waaruit die huidige sonselle bestaan", het Christopher Bardeen, professor in chemie, gesê. Die projek het in samewerking met assistent-professor in chemie, Ming Lee Tang, gedoen. 'Dit gaan energie verloor, maak nie saak hoe goed u soncel is nie. Die hibriede materiaal waarmee ons vorendag gekom het, vang eers twee infrarooi fotone vas wat normaalweg deur 'n sonsel sal beweeg sonder om in elektrisiteit omgeskakel te word, en voeg dan hul energie bymekaar om 'n hoër energie-foton te maak. Hierdie omgekeerde foton word maklik deur fotovoltaïese selle geabsorbeer, wat elektrisiteit opwek uit lig wat normaalweg vermors sou word. ”

Sonpanele met reënboog [Beeldbron: Steve Jurvetson, Flickr]

Professor Bardeen het bygevoeg dat die materiale in wese 'die sonspektrum hervorm' sodat dit beter ooreenstem met die PV-materiale wat in sonselle gebruik word. Die gebruik van die infrarooi gedeelte van die sonspektrum kan die effektiwiteit van sonkrag met 30 persent of meer verhoog. Bardeen en Tang het kadmium selenied en lood selenied halfgeleier nanokristalle en difenielantraseen en rubreen organiese verbindings gebruik. Die twee wetenskaplikes het bevind dat die kadmium-selenied-nanokristalle sigbare golflengtes in ultraviolet-fotone kan omskakel, terwyl die lood-selenied-nanokristalle naby-infrarooi-fotone in sigbare fotone kan omskakel.

Die gevolglike hibriede materiaal is aan infrarooi lig van 980 nanometer onderwerp wat dan omgeskakel oranje / geel fluorescerende 550 nanometerlig gegenereer het, wat die energie van die inkomende fotone byna verdubbel het. Die bedekking van die kadmium-selenied-nanokristalle met organiese ligande het Bardeen en Tang in staat gestel om die proses tot drie orde van grootte te versterk, wat 'n weg na hoër doeltreffendheid moontlik gemaak het.

Volgens Bardeen kan die 550 nanometer lig deur enige sonkragmateriaal opgeneem word, en die sleutel hiervoor is die hibriede saamgestelde materiaal.

"Organiese verbindings kan nie in die infrarooi opneem nie, maar is goed om twee laer-energie-fotone met 'n hoër-energie-foton te kombineer," het hy gesê. 'Deur 'n hibriede materiaal te gebruik, absorbeer die anorganiese komponent twee fotone en gee hulle energie aan die organiese komponent vir kombinasie. Die organiese verbindings lewer dan een hoë-energie foton. Eenvoudig gestel, die anorganiese stowwe in die saamgestelde materiaal neem die lig in; die organiese raak lig uit. ”

Die projek leen hom ook vir ander potensiële toepassings, insluitend biologiese beelding, datastoor en organiese ligdiodes. Bardeen sê dat die vermoë om lig van een golflengte na 'n ander, nuttiger streek te beweeg, 'n invloed kan hê op enige tegnologie wat fotone as in- of uitsette behels.

Die studie is gepubliseer in Nano Letters en is befonds deur toelaes van die National Science Foundation en die Amerikaanse leër.