Bagaimana memberi 'penguat sel surya' yang menangkap cahaya masa depan yang cerah
Energy

Bagaimana memberi ‘penguat sel surya’ yang menangkap cahaya masa depan yang cerah


Michael Debije berdiri di samping bagian dari proyek Solar Noise Barrier, yang berdiri di Den Bosch 2015-6. Kredit: Universitas Teknologi Eindhoven

Untuk membantu mengkomersialkan apa yang disebut konsentrator surya bercahaya, peneliti TU / e Michael Debije bersama dengan para ahli di Italia dan Inggris mengusulkan protokol pengukuran khusus sebagai standar emas baru.

Panel surya mengubah cahaya menjadi listrik tetapi memiliki efisiensi yang terbatas, meskipun hal ini dapat ditingkatkan dengan lembaran bahan berpendar yang terang, berwarna-warni, dan memerangkap cahaya yang disebut konsentrator surya berpendar (LSC). Tidak seperti panel surya, LSC dapat diintegrasikan dengan baik ke dalam pengaturan perkotaan untuk menciptakan lingkungan yang menarik secara visual dan berkelanjutan. Meskipun sudah ada sejak akhir 1970-an, LSC telah berjuang untuk memiliki dampak komersial yang sama seperti panel surya, sebagian karena kurangnya standar pengukuran. Peneliti TU / e Michael Debije sedang menangani kasus ini, dan dengan kolaborator dari Inggris dan Italia, telah merancang serangkaian pengukuran LSC yang penerapannya dapat memudahkan komersialisasi LSC.

Kami menerangi rumah secara artifisial, mengirimkan data menggunakan cahaya di perangkat fotonik, dan memanen energi dari cahaya menggunakan panel surya fotovoltaik (PV). Ketergantungan kita pada cahaya ada di sana untuk dilihat semua orang.

Meskipun panel surya PV hampir ada di mana-mana di masyarakat dan berkontribusi pada transisi energi, ada kekurangannya. “Warna gelap panel surya tidak enak dipandang,” kata Michael Debije, Asisten Profesor di Departemen Teknik Kimia dan Kimia di TU / e. “Mereka juga menunjukkan kinerja yang berkurang di daerah teduh dan dalam kondisi berawan, hanya tersedia dalam bentuk dan ukuran terbatas, dan hanya dapat mengumpulkan cahaya dari satu sisi. Dan panel PV surya hanya menanggapi panjang gelombang cahaya tertentu.”

Masukkan konsentrator surya bercahaya

Teknologi berbasis cahaya lainnya dapat mengatasi beberapa keterbatasan estetika dan operasional dengan melengkapi panel PV surya, sehingga memungkinkan panel PV surya digunakan di hampir semua lokasi. Masukkan konsentrator surya bercahaya.

Konsentrator surya luminescent (LSC) terdiri dari bahan luminescent — luminescent — dilapisi pada permukaan polimer atau pelat kaca. Cahaya ditangkap oleh luminofor pada satu panjang gelombang, dan kemudian dipancarkan kembali pada panjang gelombang yang lebih panjang.

Tidak seperti panel PV, LSC sensitif terhadap cahaya yang menyebar, menyenangkan secara visual, dan tidak terbatas untuk digunakan di atap. Secara kritis, LSC dapat meningkatkan sensitivitas panel PV ke lebih banyak panjang gelombang cahaya.

LSCS untuk menyelamatkan

Panel PV surya berbasis semikonduktor dibatasi oleh kepekaannya terhadap panjang gelombang cahaya tertentu. Ketika foton dengan energi yang cukup mengenai bahan semikonduktor, mereka menghasilkan elektron. Namun, jika foton memiliki terlalu banyak energi, elektron yang dihasilkan memiliki terlalu banyak energi untuk dipanen dengan benar.

Di situlah LSC datang untuk menyelamatkan. Foton berenergi tinggi ditangkap oleh luminofor, diangkut melalui material melalui refleksi internal total, dan kemudian dipancarkan kembali pada panjang gelombang yang lebih panjang. Sel PV di samping tepi LSC kemudian menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang.

“LSC tidak dapat bersaing langsung dengan panel surya dalam hal keluaran listrik. Tetapi mereka dapat menyediakan panel surya dengan cahaya yang lebih bisa digunakan,” kata Debije.

Bagaimana memberi'penguat sel surya' yang menangkap cahaya masa depan yang cerah

Kredit: Universitas Teknologi Eindhoven

LSCS membutuhkan identitas

Saat ini, LSC kurang memiliki identitas yang tepat, dan itu tidak baik untuk teknologi. “Bidang LSC telah ada selama 40 tahun, tetapi gagal mendapatkan momentum industri,” kata Debije.

Meskipun fungsinya sangat mengesankan, ada masalah kritis dengan LSC. Debije: “Sangat bagus bahwa LSC meningkatkan efisiensi PV, tetapi hal ini menyebabkan masalah dengan standar. Saat ini, sulit untuk membandingkan kinerja perangkat LSC yang berbeda saja karena banyak peneliti mengevaluasi LSC dalam konteks teknologi PV.”

Masalah tambahan adalah bahwa beberapa peneliti memandang LSC sebagai perangkat fotonik. Kurangnya konsensus telah merusak penggunaan skala luas, masalah yang sangat mengkhawatirkan Debije. “Kemajuan telah diperlambat oleh kurangnya metode pelaporan standar untuk LSC, yang berarti tidak mungkin untuk membandingkan data yang dikumpulkan selama 40 tahun terakhir. Ini bermasalah.”

Dimotivasi oleh kurangnya protokol yang tepat untuk mengklasifikasikan teknologi LSC, Debije, bersama dengan Rachel Evans (Universitas Cambridge, Inggris) dan Gianmarco Griffini (Politecnico di Milano, Italia), telah menyusun serangkaian pengukuran yang dapat dilakukan oleh laboratorium mana pun . Pendekatan pengukuran ini disajikan dalam makalah terbaru di jurnal Energi & Ilmu Lingkungan.

“Tujuan kami adalah untuk memudahkan komunitas LSC membandingkan desain LSC yang berbeda. Sebelumnya, pendekatan pengukuran standar tidak tersedia,” catat Debije. Selain menyajikan pendekatan pengukuran untuk LSC, Debije dan kolaboratornya mengusulkan bahwa LSC yang bergerak maju harus diperlakukan sebagai perangkat fotonik.

Waktu sangat penting

“Jika kita akan melegitimasi LSC, pengukuran ini harus diikuti untuk semua perangkat LSC,” kata Debije. “Teknologi ini dapat berdampak besar dalam desain perkotaan, produksi energi, pemrosesan kimia, dan produksi hidrogen. Ada peningkatan jumlah laboratorium yang mengerjakan LSC, tetapi ada juga peningkatan jumlah pencela yang menyoroti tidak adanya standardisasi.”

Konsentrator surya bercahaya dapat bergerak lebih dari sekadar melengkapi panel PV surya, mereka harus melakukannya. Protokol yang dibuat oleh Debije, Evans, dan Griffini dapat memiringkan keseimbangan demi penerapan yang cepat dan terstandardisasi.

Namun demikian, LSC harus keluar dari bayang-bayang panel PV surya.

Ini adalah waktu LSC untuk bersinar, tetapi waktu adalah yang terpenting.


Memasukkan pemanenan matahari ke sisi bangunan dapat meningkatkan keberlanjutan energi


Informasi lebih lanjut:
Michael G. Debije dkk. Protokol laboratorium untuk mengukur dan melaporkan kinerja konsentrator surya bercahaya, Energi & Ilmu Lingkungan (2020). DOI: 10.1039 / D0EE02967J

Disediakan oleh Universitas Teknologi Eindhoven

Kutipan: Cara memberi ‘penguat sel surya’ yang menangkap cahaya masa depan cerah (2021, 28 Januari) diakses 28 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-light-capturing-solar-cell-boosters -bright-future.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HK