सेल्फ-कूलिंग, अधिक समय तक चलने वाली और अधिक कुशल सौर कोशिकाएँ कांच की एक पतली परत को जोड़कर बस पहुंच जाती हैं।
एक पत्र आज ऑनलाइन जर्नल में प्रकाशित हुआ है optica सौर ऊर्जा तक बेहतर पहुंच के लिए एक संभावित समाधान की रूपरेखा।
सौर कोशिकाएं सौर विकिरण को ऊर्जा में परिवर्तित करके काम करती हैं। इस प्रक्रिया के माध्यम से, एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा की हानि की उम्मीद की जाती है।
लेकिन सौर कोशिकाओं के गर्म होने से ऊर्जा की एक आश्चर्यजनक मात्रा खो जाती है। यह सेल की बिजली बनाने की क्षमता को सीमित करता है और जीवनकाल को कम करता है।
बीटिंग द हीट
RSI खोजी दल कैलिफोर्निया में स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय से पाया गया कि जब एक पतली परत सिलिका ग्लास छोटे शंकु और पिरामिड संरचनाओं के साथ एम्बेडेड सिलिकॉन सौर कोशिकाओं के शीर्ष पर रखा गया है, कोशिकाओं के ऑपरेटिंग तापमान में नाटकीय रूप से गिरावट आई है।
इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग शांहुई फैन के प्रोफेसर के नेतृत्व में, शोधकर्ताओं ने पाया कि कांच की यह परत वायुमंडल और अंतरिक्ष में अवांछित गर्मी को पुनर्निर्देशित करती है।
अतिरिक्त अवरक्त विकिरण को समाप्त करके, सौर कोशिकाएं शांत रहती हैं और सौर किरणों को ऊर्जा में परिवर्तित करने में अधिक कुशल होती हैं।
यह ड्राइंग दर्शाता है कि सौर सेल अवांछित थर्मल विकिरण को दूर करके खुद को कैसे ठंडा करते हैं। सिलिका ग्लास से बने पिरामिड संरचनाएं अधिकतम विकिरण विकिरण क्षमता प्रदान करती हैं। एल। झू / स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय
यह ड्राइंग दर्शाता है कि सौर सेल अवांछित थर्मल विकिरण को दूर करके खुद को कैसे ठंडा करते हैं। सिलिका ग्लास से बने पिरामिड संरचनाएं अधिकतम विकिरण विकिरण क्षमता प्रदान करती हैं। एल। झू / स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय
कागज पर लीड लेखक, पीएचडी भौतिकी के उम्मीदवार लिंक्सिआओ झू ने कहा कि खोज से अधिक लागत प्रभावी सौर पैनल विकसित हो सकते हैं, जिससे वे बेहतर बन सकते हैं। अक्षय ऊर्जा विकल्प.
"सौर कोशिकाओं के तापमान को कम करने से उच्च परिचालन क्षमता हो जाती है," झू ने कहा।
"इसके अलावा, सौर कोशिकाओं के लिए एक कम परिचालन तापमान एक लंबे समय तक जीवनकाल की ओर जाता है, जिससे एक प्रणाली से ऊर्जा की स्तरीय लागत को कम किया जा सकता है।"
व्यर्थ ऊर्जा को कम करना
कागज के अनुसार, एकल सिलिकॉन सेल के लिए बिजली रूपांतरण दक्षता की ऊपरी सीमा 33.7% के आसपास है। जैसे-जैसे सेल गर्म होता है, तापमान में हर एक डिग्री की वृद्धि के लिए वह दक्षता कम होती जाती है - लगभग आधा प्रतिशत।
सौर कोशिकाओं को ठंडा करने के लिए सक्रिय तरीकों की लागत - जैसे वेंटिलेशन या तरल कूलेंट - लाभ को पल्ला झुकना। इसलिए अब तक overheating के माध्यम से दक्षता का नुकसान हल नहीं किया गया है।
यह निष्क्रिय विधि सौर विकिरण के विभिन्न तरंग दैर्ध्य का उपयोग करके काम करती है। स्पेक्ट्रम में दृश्यमान प्रकाश ऊर्जा ले जाने में सबसे अच्छा है, जबकि अवरक्त अधिक गर्मी वहन करते हैं।
शोधकर्ताओं ने गणना की कि सिलिका ग्लास का उपयोग करके अवरक्त विकिरण को "दूर" करके, सौर सेल अवशोषित कर सकने वाले दृश्यमान प्रकाश की मात्रा को नकारात्मक रूप से प्रभावित किए बिना ऊष्मा नीचे जाती है।
"हम एक उत्कृष्ट डिजाइन के साथ आया जिसमें सूक्ष्म सिलिका पिरामिड शामिल हैं," प्रोफेसर फैन ने कहा।
"[यह] दोनों विकिरण शीतलन तंत्र के माध्यम से शीतलन शक्ति को अधिकतम करते हैं, जबकि सौर विकिरण के तरंग दैर्ध्य पर पारदर्शी रहते हैं।"
ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय एंड्रयू ब्लकर्स इस अध्ययन के लेखकों के पास एक ध्वनि सैद्धांतिक आधार होने के बावजूद, यह मॉडल वास्तविक दुनिया में संभव नहीं है।
बेकर्स ने कहा, "दुर्भाग्य से, कागज में तुलना विशेष संरचनाओं और नंगे सौर कोशिकाओं के बीच होती है, बजाय इनकैप्सुलेटेड कोशिकाओं [और] क्षेत्र में तैनात नहीं की जाती है," बेकर्स ने कहा, जो सेंटर फॉर सस्टेनेबल एनर्जी सिस्टम के निदेशक हैं (सीईसी) एएनयू में।
“मानक ग्लास सुपरस्ट्रेट में क्रूरता, खरोंच प्रतिरोध, संरचनात्मक शक्ति, नमी के प्रतिरोध, ईवा या सिलिकॉन के आसंजन सहित कई कार्य हैं।
"ग्लास सुपरस्ट्रेट को फोरगॉन किया जाना चाहिए क्योंकि यह थर्मल विकिरण के बहुत अधिक परजीवी अवशोषण का कारण बनता है - इसे मॉड्यूल को आत्म-समर्थन करने के लिए एक सब्सट्रेट से बदलना होगा।"
से एसोसिएट प्रोफेसर बेन पॉवेल क्वींसलैंड विश्वविद्यालय कहा कि जब यह दृष्टिकोण एक रोमांचक संभावना है, तो लागत लाभ से आगे निकल सकती है।
"अगर इसे सस्ते में पर्याप्त नहीं बनाया जा सकता है, तो दक्षता हासिल करने से प्राप्त अतिरिक्त बिजली और सौर कोशिकाओं को बदलने की लागत की लागत कोटिंग के लिए भुगतान नहीं करेगी - जिस स्थिति में कोई भी इसका उपयोग करने में दिलचस्पी नहीं लेगा," भौतिक विज्ञानी ने कहा ।
"यह एक बहुत ही सुंदर और आशाजनक विचार है, लेकिन आपकी छत पर यह पता लगाने से पहले एक लंबा रास्ता तय करना है।"
इसके बावजूद, पेपर के लेखक आश्वस्त हैं कि भविष्य का विकास संभव है। Linxiao Zhu के अनुसार अगला कदम इस शोध को व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए लागू कर रहा है।
उन्होंने कहा, "हमने इस डिजाइन को बेहद सटीक संख्यात्मक विधियों के माध्यम से मान्य किया और अब पहले प्रोटोटाइप को प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित करने के लिए काम कर रहे हैं," उन्होंने कहा।
यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था वार्तालाप। को पढ़िए मूल लेख.
