Insinyur mengembangkan inti polimer yang mengarahkan cahaya dari sumber manapun ke sel surya
Energy

Insinyur mengembangkan inti polimer yang mengarahkan cahaya dari sumber manapun ke sel surya


Insinyur Universitas Rice merancang dan membuat kaca jendela yang mengarahkan sinar matahari atau iluminasi dari dalam ruangan ke sel surya tepi-pita. Lapisan tengah adalah polimer terkonjugasi yang berfungsi sebagai pemandu gelombang. Kredit: Yilin Li

Insinyur Universitas Rice telah menyarankan solusi warna-warni untuk pengumpulan energi generasi berikutnya: Konsentrator surya berpendar (LSC) di jendela Anda.

Dipimpin oleh Rafael Verduzco dan peneliti pascadoktoral serta penulis utama Yilin Li dari Sekolah Teknik Beras Beras, tim merancang dan membangun “jendela” persegi yang menjepit polimer terkonjugasi di antara dua panel akrilik bening.

Lapisan tengah tipis itu adalah saus rahasia. Ini dirancang untuk menyerap cahaya dalam panjang gelombang tertentu dan memandu ke tepi panel yang dilapisi dengan sel surya. Polimer terkonjugasi adalah senyawa kimia yang dapat disetel dengan sifat kimia atau fisik tertentu untuk berbagai aplikasi, seperti film konduktif atau sensor untuk perangkat biomedis.

Senyawa polimer lab beras disebut PNV (untuk poli[naphthalene-alt-vinylene]) dan menyerap serta memancarkan cahaya merah, tetapi menyesuaikan bahan molekuler harus membuatnya mampu menyerap cahaya dalam berbagai warna. Triknya adalah, sebagai pemandu gelombang, ia menerima cahaya dari segala arah tetapi membatasi cara ia pergi, memusatkannya ke sel surya yang mengubahnya menjadi listrik.

“Motivasi penelitian ini adalah untuk memecahkan masalah energi untuk bangunan melalui fotovoltaik terintegrasi,” kata Li, yang memulai proyek tersebut sebagai bagian dari kompetisi “kaca pintar”. “Saat ini, atap surya adalah solusi utama, tetapi Anda perlu mengarahkannya ke matahari untuk memaksimalkan efisiensinya, dan tampilannya tidak terlalu menyenangkan.

“Kami berpikir, mengapa kami tidak dapat membuat kolektor surya yang berwarna-warni, transparan, atau tembus cahaya dan mengaplikasikannya ke luar gedung?” dia berkata.

Studi tersebut muncul di jurnal Polimer Internasional.

Insinyur mengembangkan inti polimer yang mengarahkan cahaya dari sumber manapun ke sel surya

Sebuah konsep rumah menggunakan kaca jendela yang dirancang oleh para insinyur Rice University untuk mengarahkan cahaya dari dalam dan ke luar ke sel surya edge-band. Kredit: Yilin Li

Memang, jumlah jus yang dihasilkan oleh unit uji tim Rice jauh lebih sedikit daripada yang dikumpulkan oleh sel surya komersial rata-rata, yang secara rutin mengubah sekitar 20% sinar matahari menjadi listrik.

Tapi jendela LSC tidak pernah berhenti bekerja. Mereka dengan senang hati mendaur ulang cahaya dari dalam gedung menjadi listrik saat matahari terbenam. Faktanya, pengujian menunjukkan bahwa mereka lebih efisien dalam mengubah cahaya sekitar dari LED daripada dari sinar matahari langsung, meskipun sinar matahari 100 kali lebih kuat.

“Bahkan di dalam ruangan, jika Anda memegang panel, Anda dapat melihat fotoluminesensi yang sangat kuat di tepinya,” kata Li, mendemonstrasikan. Panel yang dia uji menunjukkan efisiensi konversi daya hingga 2,9% di bawah sinar matahari langsung dan 3,6% di bawah lampu LED ambient.

Berbagai jenis luminofor telah dikembangkan selama dekade terakhir, tetapi jarang dengan polimer terkonjugasi, menurut Verduzco.

“Sebagian dari masalah dengan penggunaan polimer terkonjugasi untuk aplikasi ini adalah bahwa mereka dapat menjadi tidak stabil dan terdegradasi dengan cepat,” kata Verduzco, seorang profesor teknik kimia dan biomolekuler serta ilmu material dan rekayasa nano. “Tapi kami telah belajar banyak tentang meningkatkan stabilitas polimer terkonjugasi dalam beberapa tahun terakhir, dan di masa depan, kami dapat merekayasa polimer untuk stabilitas dan sifat optik yang diinginkan.”

Laboratorium juga mensimulasikan pengembalian energi dari panel seluas 120 inci persegi. Mereka melaporkan panel-panel ini akan memberikan energi yang lebih sedikit, tetapi tetap akan berkontribusi pada kebutuhan rumah tangga.

Li mencatat polimer mungkin juga disetel untuk mengubah energi dari sinar infra merah dan ultraviolet, memungkinkan panel tersebut tetap transparan.

“Polimernya bahkan bisa dicetak pola di panel, sehingga bisa dijadikan karya seni,” ujarnya.


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


Informasi lebih lanjut:
Yilin Li dkk. Konsentrator surya hamburan luminescent hibrida kinerja tinggi berdasarkan polimer terkonjugasi bercahaya, Polimer Internasional (2021). DOI: 10.1002 / pi.6189

Disediakan oleh Universitas Rice

Kutipan: Insinyur mengembangkan inti polimer yang mengarahkan cahaya dari sumber mana pun ke sel surya (2021, 16 Februari) diambil pada 16 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-polymer-cores-redirect-source-solar.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