Нови слънчеви панели в състояние да произвежда светлина от източници на топлина
Има две посоки на развитие на теорията за преобразуване на слънчева енергия в електричество. Първата теория приема превръщане слънчева светлина използване на определени свойства на полупроводници, способни да генерират електрическа енергия в контакт с тях на слънчева светлина, и второ, ако приемем, че събирането на топлина концентрирана слънчева радиация и последващо превръщане на топлина в електрическа енергия с помощта на термични турбини, както на ТЕЦ.
Тези слънчеви клетки включват специални слоеве от материали могат да абсорбират слънчева светлина и го съхранява под формата на топлина, и след това да се отделят под формата на светлина. Чрез регулиране на броя на слоевете от материал може да варира по дължината на излъчваната светлина вълна. Традиционна основа слой за слънчеви клетки - силиций, може след това преобразуване на вторичното лъчение в електрически ток. Теоретично, такава система има ефективност по-висока от индивидуалните фотоклетки.
MIT учени са се преместили в тази посока още повече. В разследването на подобрени компоненти STPV и конвенционални соларни клетки в пряка слънчева светлина и в облачно време ние открихме, че системата им е повече от два пъти по-граница ефективност на соларни клетки теоретично.
Това ограничение, известна като граница на Шокли - Kvayssera беше внушителна стена за много изследователи след уреждането на изобретателя на транзистора, Уилям Шокли и Ханс-Йоахим Queisser през 1961. За граница активна силициева клетъчния монослой е около 32%. Типични модерни слънчеви клетки имат ефективност от 10% - 20%.
"В thermophotovoltaics елементи имат всички възможности за преодоляване на този лимит," - казва Дейвид Beirman, един от участниците в проекта. "Ние показахме, че само с нашата собствена неоптимизирана геометрия бихме могли да пробие границата на Шокли - Kvayssera", - добави той. Соларната клетка може да генерира два пъти повече енергия от дадена област на слънчеви панели, които са изградени от силиций клетки.
Нови постижения в thermophotovoltaics имат различен характер през годините. Основната пречка за учените е процеса на избор на материали, които излъчват слънчева енергия при определени дължини на вълните и да издържат на високи температури.
Nanowires поглъщат почти всички фотони на слънчева светлина, концентрирани в тесен лъч през серия от огледала. Светлината от слънцето нагрява материала, и след като температурата достигне 1000 0 ° С, кристалите започват да излъчват светлина в специфични дължини на вълната, за които могат да взаимодействат основния елемент. Подобрена оптичен филтър отразява обратно всякакви нежелани вълнови дължини, които се абсорбират от кристала обратно задържа топлината.
Някои видове слънчева клетка постигнати ефективност над 40%, но с използване на няколко слоя от клетки, способни да абсорбират широка лента видима светлина. Проблемът беше, че този елемент от структурата като път, която е приложена само за сателитни и други космически технологии.
Продуктът е ново изследване включва кристален силиций, най-често срещаните и евтин материал за соларни клетки, които, благодарение на нова технология може да се понижат в стойност. Тяхната ефективност се увеличава значително, когато се използва при облачно време, защото този дизайн използва топлина за тяхната работа, а не на преките лъчи. Следващата стъпка на научните изследвания, според Beirman, ще се разшири лабораторни прототипи и по-евтин дизайн на батерията.