Problém nízké účinnosti konverze způsobené přehřátím fotovoltaických článků výrazně ovlivňuje výkon fotovoltaických článků. Nedávno výzkumníci na Stanfordské univerzitě účinně snížili nadměrné teplo záření fotovoltaických článků přidáním speciální vrstvy křemičitého skla na povrch fotovoltaických článků, čímž překonaly problémy s chlazením při vývoji vysoce účinných fotovoltaických článků.
Fotovoltaické články jsou dnes jedním z nejslibnějších a nejrozšířenějších obnovitelných zdrojů energie. Přestože se snadno vyrábějí, vždy došlo k problémům s příliš nízkou konverzí solárních článků. Kromě vyloučení nevyhnutelné ztráty energie je přehřátí fotovoltaických článků hlavním důvodem nízké účinnosti konverze. Za normálních pracovních podmínek mohou fotovoltaické články snadno dosáhnout teploty nad 55 stupňů Celsia, což omezuje fotoelektrický převod a současně snižuje životnost baterie. Současné metody chlazení používají hlavně ventilační zařízení a kapalné chladicí kapaliny, ale tyto metody jsou nedostatečné ekonomické a ovlivňují fotovoltaické vlastnosti.
"Náš nový přístup může pasivně snížit provozní teplotu fotovoltaických článků, čímž se výrazně zlepší jejich energetická účinnost a životnost." Zhu Linxiao, fyzik Stanfordské univerzity a hlavní autor knihy, uvedl, že tyto dva přínosy vedou k pokračujícímu úspěchu a široké technologie fotovoltaických článků.
Fotovoltaické články jsou zařízení, která přeměňují sluneční světlo přímo na elektrickou energii. Nejúspěšnějším a nejpoužívanějším designem je dnes použití polovodičových materiálů z krystalického křemíku s horním limitem konverze energie o 30%. Nezpracovaná sluneční energie vytváří tepelné záření, které snižuje výkonnost fotovoltaických článků. Při teplotě 1 ° C dochází ke snížení teploty fotovoltaických článků o 0,5%. Navíc zvýšení teploty také urychlí rychlost stárnutí fotovoltaických článků a rychlost stárnutí bude zdvojnásobena při každých 10 stupních Celsia.
"Tato míra snížení počtu konverzí je velmi vážná," uvedl Aaswath Raman, spoluautor studie. Ve fotovoltaickém průmyslu se spousta peněz používá k vyřešení problému konverze. Náš způsob krytí fotovoltaických článků se speciálním skleněným povrchem může účinně zlepšit fotovoltaickou účinnost.
Ve spektru viditelné světlo nese více energie, zatímco infračervené světlo nese více tepla. Různé paprsky mají různé vlnové délky a různé vlnové délky světla mají odlišný refrakční a odrazivost při průchodu různými typy a tvary povrchů. "Křemen je průhledný pro viditelné světlo, ale dokáže přizpůsobit lom a odrazivost některých speciálních vlnových délek světla." Fan Shanhui vysvětlil, že tento design křemenné tenké vrstvy, aniž by odrážel infračervený paprsek, nemá vliv na dvojici baterií. Absorpce viditelného světla nezhoršuje výkon fotovoltaických článků, což je téměř ideální řešení. Naším cílem je snížit provozní teplotu fotovoltaických článků a tím zvýšit konverzi solárních článků.
Nicméně výše uvedené výsledky byly získány simulací.
Zhu Linxiao a jeho kolegové v současné době vyrábějí tato zařízení a provádějí zkušební experimenty. Jejich dalším krokem je ukázat chladicí efekt fotovoltaických článků ve venkovním prostředí. "Věříme, že tato práce řeší důležitý technický problém výroby fotovoltaické elektřiny a optimalizuje výkon fotovoltaických článků, a proto má velký komerční potenciál." Řekl Zhu Linxiao.
