Solarenergie ist einer der Trends unserer Zeit. In einigen Regionen können Sie mit Hilfe von Solarenergie Ihren Strombedarf vollständig decken. Um Fotozellen effizienter zu machen, sind viele Wissenschaftler bereit, Zeit und Ressourcen zu investieren, und zwar beträchtliche. Jemand hat Erfolg, aber es gibt noch Spielraum.
Einige Forscher versuchen, sich in diesem Bereich zurechtzufinden - zum Beispiel um Sonnenkollektoren transparent zu machen. Dies wird den Anwendungsbereich erweitern - um Paneele nicht nur auf dem Dach, sondern beispielsweise in Fensteröffnungen zu platzieren. Mit anderen Worten, ersetzen Sie Glas in Fenstern durch Fotozellen.
Nachrichten über transparente Sonnenkollektoren erscheinen mit beneidenswerter Regelmäßigkeit, aber bisher bleiben die meisten Experimente Experimente. Vielleicht wird das
Projekt chinesischer Wissenschaftler etwas ändern.
Tatsache ist, dass sie wirklich transparente Sonnenkollektoren geschaffen haben, bei denen das Seltenerdmetall Ytterbium die Hauptrolle spielt. Dieses chemische Element kann zwei "Infrarotphotonen" emittieren, wenn ein "Blau" absorbiert wird. "Infrarotphotonen" werden von anderen Materialien als Silizium ignoriert, das, wie Sie wissen, als Hauptarbeitselement für Sonnenkollektoren verwendet wird. Dieses Metall absorbiert Infrarotphotonen und emittiert ein Elektron. Es stellt sich heraus, dass Silizium auf jedes „blaue“ Photon durch Freisetzung von zwei Elektronen reagiert.
Es stellt sich heraus, dass transparente Paneele 160% effektiver sind als herkömmliche Fotozellen (nicht 200%, da es immer Verluste gibt).
Transparente Fotozellen sind Polymerglas unter Einschluss von Nanopartikeln. Letztere absorbieren ultraviolettes Licht und übertragen Strahlung von anderen Spektren. All dies ermöglicht eine vollständige Transparenz der Fotozellen.
Ein positiver Punkt ist, dass Ytterbium, wenn es Infrarotphotonen emittiert, in einem Winkel in den Weltraum gelangt, in dem Silizium sie absorbieren kann. Als Ergebnis können Sie ein Fenster erstellen, in dem Glas Infrarotphotonen erzeugt, und ein Rahmen mit Silizium kann diese absorbieren und Elektrizität erzeugen.
Es stimmt, am Ende bekommen wir, gelinde gesagt, nicht sehr effiziente Sonnenkollektoren. Ja, mit dem blauen Licht können Sie Infrarotphotonen mit einem Wirkungsgrad von ca. 180% erzeugen. Leider können transparente Solarzellen blaues Licht mit einem Wirkungsgrad von nur 3% absorbieren. Das Problem ist, dass nicht alle Photonen vom Rahmen erfasst werden.
Trotzdem kann auch dies ein hervorragendes Ergebnis sein, wenn überall transparente Solarzellen eingeführt werden. Der Wirkungsgrad solcher Solarmodule kann verbessert werden. Wenn Sie sich ein großes Gebäude mit Fenstern aus transparenten Solarzellen vorstellen, dann sprechen wir über die Erzeugung erheblicher Strommengen.
Es ist möglich, den Wirkungsgrad von Solarzellen zu erhöhen, indem die Zusammensetzung des "Glases" geändert wird, wodurch mehr "blaue" Photonen empfangen werden können. Darüber hinaus ist Silizium nicht das einzige Material, aus dem Fotozellen hergestellt werden können. Es gibt effektivere - aber sie sind teurer (viel teurer).
Nanoletters, 2018, DOI:
10.1021 / acs.nanolett.8b03966
