Οι ερευνητές λένε ότι η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει στην παραγωγή λεπτότερων, ελαφρύτερων και πιο ευέλικτων ηλιακών συλλεκτών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία περισσότερων κατοικιών και να χρησιμοποιηθούν σε ένα ευρύτερο φάσμα προϊόντων.
Η μελέτη --με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Γιορκ και σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο NOVA της Λισαβόνας (CENIMAT-i3N) -- ερεύνησε πώς τα διαφορετικά σχέδια επιφανειών επηρέασαν την απορρόφηση του ηλιακού φωτός στα ηλιακά κύτταρα, τα οποία σχηματίζουν ηλιακά πάνελ.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ο σχεδιασμός του σκακιέρας βελτίωσε τη διάθλαση, η οποία ενίσχυσε την πιθανότητα να απορροφηθεί το φως, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ηλεκτρισμού.
Ο τομέας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας αναζητά συνεχώς νέους τρόπους για να ενισχύσει την απορρόφηση φωτός των ηλιακών κυψελών σε ελαφριά υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε προϊόντα από πλακάκια στέγης μέχρι πανιά σκαφών και εξοπλισμό κατασκήνωσης.
Το πυρίτιο ηλιακής ποιότητας - που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ηλιακών κυψελών - είναι πολύ ενεργοβόρο για παραγωγή, επομένως η δημιουργία πιο λεπτών κυψελών και η αλλαγή του σχεδιασμού της επιφάνειας θα τα καταστήσει φθηνότερα και πιο φιλικά προς το περιβάλλον.
Ο Δρ Christian Schuster από το Τμήμα Φυσικής είπε: "Βρήκαμε ένα απλό κόλπο για την ενίσχυση της απορρόφησης των λεπτών ηλιακών κυψελών. Οι έρευνές μας δείχνουν ότι η ιδέα μας ανταγωνίζεται στην πραγματικότητα την ενίσχυση της απορρόφησης πιο εξελιγμένων σχεδίων -- ενώ επίσης απορροφά περισσότερο φως βαθιά στο επίπεδο και λιγότερο φως κοντά στην ίδια την επιφανειακή δομή.
«Ο κανόνας σχεδιασμού μας πληροί όλες τις σχετικές πτυχές της παγίδευσης φωτός για ηλιακά κύτταρα, ανοίγοντας το δρόμο για απλές, πρακτικές και ωστόσο εξαιρετικές περιθλαστικές δομές, με δυνητικό αντίκτυπο πέρα από τις φωτονικές εφαρμογές.
«Αυτός ο σχεδιασμός προσφέρει τη δυνατότητα περαιτέρω ενσωμάτωσης των ηλιακών κυψελών σε λεπτότερα, εύκαμπτα υλικά και ως εκ τούτου δημιουργεί περισσότερες ευκαιρίες για χρήση της ηλιακής ενέργειας σε περισσότερα προϊόντα».
Η μελέτη υποδηλώνει ότι η αρχή του σχεδιασμού θα μπορούσε να επηρεάσει όχι μόνο τον τομέα των ηλιακών κυψελών ή των LED, αλλά και σε εφαρμογές όπως ηχητικές ασπίδες θορύβου, πάνελ θραύσης ανέμου, αντιολισθητικές επιφάνειες, εφαρμογές βιοαισθητήρα και ατομική ψύξη.
Ο Δρ Σούστερ πρόσθεσε:«Καταρχήν, θα χρησιμοποιούσαμε δέκα φορές περισσότερη ηλιακή ενέργεια με την ίδια ποσότητα απορροφητικού υλικού: δέκα φορές λεπτότερα ηλιακά κύτταρα θα μπορούσαν να επιτρέψουν την ταχεία επέκταση των φωτοβολταϊκών, να αυξήσουν την παραγωγή ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας και να μειώσουν σημαντικά το αποτύπωμα άνθρακα.
«Στην πραγματικότητα, καθώς η διύλιση της πρώτης ύλης πυριτίου είναι μια τόσο ενεργοβόρα διαδικασία, δέκα φορές λεπτότερες κυψέλες πυριτίου όχι μόνο θα μείωναν την ανάγκη για διυλιστήρια αλλά και θα κοστίζουν λιγότερο, ενισχύοντας έτσι τη μετάβασή μας σε μια πιο πράσινη οικονομία».
Στοιχεία από το Υπουργείο Επιχειρήσεων, Ενέργειας και Βιομηχανικής Στρατηγικής δείχνουν ότι η ανανεώσιμη ενέργεια - συμπεριλαμβανομένης της ηλιακής ενέργειας - αποτελούσε το 47% της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο Ηνωμένο Βασίλειο τους πρώτους τρεις μήνες του 2020.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-12-2023