Стэндфордские исследователи разрабатывают самоохлаждающиеся солнечные батареи

Фотоэлектрические элементы представляют собой один из наиболее перспективных альтернативных источников энергии

Фотоэлектрические элементы представляют собой один из наиболее перспективных альтернативных источников энергии. С точки зрения механики они очень просты, без каких-либо движущихся частей. Кроме того, они экологически чистые. Главным недостатком является то, что они сильно нагреваются. Исследователи Стэндфордского университета разрабатывают тонкий стеклянный слой, который способен охлаждать солнечные элементы.

Несмотря на многие достижения в последние десятилетия, солнечные батареи используются не самым эффективным способом. На самом деле, лишь около 20 процентов энергии получается извлечь из солнечного света, который падает на солнечные батареи. Перегрев является одной из самых главных проблем. При выработке электроэнергии солнечные батареи нагреваются до 55 ⁰ С или выше.

Согласно Стэндфордским исследователям, каждый дополнительный градус Цельсия приводит к падению эффективности на 0,5 процента.

Охлаждение является очевидным шагом, но вопрос в том, как его сделать? Активные системы, такие как циркуляционные насосы или вентиляционные установки, потребляют большое количество энергии, а пассивные системы не достаточно эффективны.

Компания Shanhui Fan нашла решение проблемы. Солнечные батареи покрываются чрезвычайно тонким слоем кварцевого стекла, которое предназначено для отвода тепла от солнечных панелей.

Тонкий слой состоит из микро-пирамид и конусов. Толщина каждого из них всего микрон. Подобные размеры и формы привлекают тепло в виде инфракрасного излучения в верхней части слоя, откуда оно излучается и рассеивается в атмосферу.

Технология основана на том, что различные длины волн света имеют различные свойства и преломляются по-разному.

«Кремний является прозрачным для видимого света, но он также склоняет и преломляет свет очень специфических длин волн,» говорит Фань. «Тщательно разработанный слой из диоксида кремния не ухудшит характеристики солнечного элемента, а наоборот, повысит излучение в заданных тепловых длин волн.»

Исследователи Стэндфордского университета тестируют тонкий слой охлаждения с целью снижения рабочей температуры солнечных панелей, чтобы сделать их более эффективными и увеличить их срок службы.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Optica.