הבעיה של יעילות המרה נמוכה הנגרמת על ידי התחממות יתר של תאים פוטוולטאית משפיע מאוד על הביצועים של תאים פוטו-וולטאיים. לאחרונה, חוקרים באוניברסיטת סטנפורד צמצמו ביעילות את קרינת החום העודפת של תאים פוטו-וולטאיים על ידי הוספת שכבה מיוחדת של זכוכית קוורץ אל פני השטח של תאים פוטו-וולטאיים, תוך התגברות על בעיות הקירור בפיתוח תאי פוטו-וולטאיים בעלי יעילות גבוהה.
תאים פוטו-וולטאים הם אחד ממקורות האנרגיה המתחדשים והנפוצים ביותר בשוק כיום. אמנם קל לייצר, תמיד יש בעיה של המרה השמש נמוכה מדי. להוציא את אובדן האנרגיה הבלתי נמנע, התחממות יתר של תאים פוטו-וולטאיים היא הסיבה העיקרית ליעילות ההמרה הנמוכה. בתנאי עבודה רגילים, תאים פוטו-וולטאים יכולים להגיע בקלות לטמפרטורות מעל 55 מעלות צלזיוס, המגבילות את קצב ההמרה הפוטואלקטרי תוך הפחתת חיי הסוללה. שיטות קירור הנוכחי בעיקר להשתמש במכשירים אוורור נוזל קירור נוזלי, אבל שיטות אלה הם חוסר במשק להשפיע על הביצועים פוטו.
"הגישה החדשה שלנו יכולה להפחית באופן פאסיבי את הטמפרטורה התפעולית של תאים פוטו-וולטאיים, ובכך לשפר באופן משמעותי את יעילות המרת האנרגיה ואת אורך החיים שלהם". פיזיקאי אוניברסיטת סטנפורד ומחבר מוביל של העיתון, ג'ו לינקיאו, אמר כי שני יתרונות אלה תורמים להצלחה המתמשכת יישום של טכנולוגיית תאים פוטו.
תאים פוטו-וולטאיים הם מכשירים הממירים את אור השמש ישירות לאנרגיה חשמלית. העיצוב המוצלח ביותר בשימוש נרחב כיום הוא השימוש גבישי סיליקון מוליכים למחצה חומרים עם גבול המרה אנרגיה העליון של 30%. אנרגיה סולארית שלא מומרת מייצרת קרינה תרמית המפחיתה את הביצועים של התא הפוטו-וולטאי. ב 1 מעלות צלסיוס, הטמפרטורה של התא photovoltaic מופחת ב -0.5%. בנוסף, עליית הטמפרטורה גם להאיץ את קצב ההזדקנות של תאים פוטו, ואת שיעור ההזדקנות יוכפל עבור כל 10 מעלות צלזיוס עלייה.
"רמה זו של הפחתת המרות היא רצינית מאוד", אמר Aaswath Raman, ממחברי המחקר. בתעשיית photovoltaic, הרבה כסף נמצא בשימוש כדי לפתור את הבעיה המרה. השיטה שלנו של כיסוי תאים פוטו וולטאיים עם משטח זכוכית מיוחד יכול לשפר ביעילות יעילות פוטו.
בספקטרום, האור הנראה נושא יותר אנרגיה, בעוד שאור אינפרא אדום נושא יותר חום. קרניים שונות יש אורכי גל שונים, ואורכי גל שונים של האור יש refractive שונים ההחזרה כאשר עובר דרך סוגים שונים וצורות של משטחים. "קוורץ שקוף לאור הנראה, אבל זה יכול להתאים את השבירה ואת השתקפות של אורכי גל מסוימים מסוימים של האור." מניפה שאנהוי הסביר כי עיצוב זה של שכבה דקה קוורץ, תוך המשקף את אינפרא אדום, אינו משפיע על זוג הסוללה. הקליטה של האור נראה לא להשפיל את הביצועים של תאים פוטו-וולטאים, שהוא פתרון כמעט אידיאלי. המטרה שלנו היא להפחית את הטמפרטורה ההפעלה של תאים פוטו-וולטאים ובכך להגדיל את ההמרה השמש.
עם זאת, התוצאות לעיל הושגו על ידי סימולציה.
ג 'ו Linxiao ועמיתיו כרגע בייצור מכשירים אלה וביצוע ניסויים הבדיקה. השלב הבא שלהם הוא להדגים את האפקט הקירור של תאים פוטו-וולטאיים בסביבה חיצונית. "אנו מאמינים כי עבודה זו פותר בעיה טכנית חשובה של ייצור חשמל פוטו ו מייעל את הביצועים של תאים פוטו-וולטאיים, ולכן יש פוטנציאל מסחרי גדול". אמר ג'ו לינקשיאאו.
