ابتكار

خلايا شمسية ملونة شفافة

خلايا شمسية ملونة شفافة

تخيل نافذة زجاجية ملونة في منزلك يمكنها تشغيل الإضاءة أو شحن هاتفك والأجهزة الأخرى. هذه هي رؤية الباحثين في جامعة ميشيغانالذين طوروا الأول الخلايا الشمسية الملونة شبه شفافة. إنهم يأملون أن يتم دمج اختراعهم في نوافذ المبنى ، أو حتى اللوحات الإعلانية والإعلانات. يمكن تصنيع الخلايا بأي لون ويتم إنتاجها على طبقة رقيقة للغاية.

[مصدر الصورة: جامعة ميتشيغان]

تكون الخلايا الشمسية سوداء بشكل عام ، حيث يتيح ذلك أقصى امتصاص للطاقة من أشعة الشمس. في حين أن هذه الخلايا الكهروضوئية شبه الشفافة تنتج فقط ثلث الألواح الشمسية السوداء العادية ، إلا أنها تمتلك نطاقًا أوسع بكثير من الاستخدامات والمواقع الممكنة للتركيب. يمكن للألوان شبه الشفافة أن تفتح الكثير من الاحتمالات الجديدة للمصممين. يتم تعويض التضحية في الكفاءة من خلال زيادة نطاق الاستخدامات.

"اليوم ، الألواح الشمسية سوداء والمكان الوحيد الذي يمكنك وضعه على المبنى هو السطح. وسطح مبنى مرتفع نموذجي صغير جدًا،" قال جاي قوهوهو أستاذ الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر بالجامعة. "نعتقد أنه يمكننا جعل الألواح الشمسية أكثر جمالًا - أي لون يريده المصمم.

أظهر الفريق الفكرة بعلم أمريكي بحجم كف اليد. "كل الخطوط الحمراء والخلفية الزرقاء وما إلى ذلك - كلها خلايا شمسية عاملةقال قوه. العلم يعمل عند 2% الكفاءة الكلية التي ينتج عنها علم متطابق للمتر المربع له القدرة على تشغيل الأجهزة الصغيرة ومصابيح الإضاءة الفلورية. يعمل الفريق حاليًا على تحسين هذا الرقم والعودة إلى 10% الكفاءة الموجودة في أحدث الخلايا (غير الملونة).

[مصدر الصورة: جامعة ميتشيغان]

لتصنيع الخلايا ، يتم وضع صفيحة رقيقة للغاية من السيليكون غير المتبلور بين قطبين شبه شفافين ، مما يسمح للضوء بالوصول إلى أشباه الموصلات ، بالإضافة إلى حمل التيار الكهربائي الذي تولده الخلية. "يتيح هذا الهيكل الهجين ، وهو مزيج من المكونات العضوية وغير العضوية ، للباحثين صنع خلايا أرق 10 مرات من خلايا السيليكون الشمسية غير المتبلورة التقليديةقالت الجامعة.

للحصول على فكرة عن نحافة الخلايا ، يتم تعديل السماكة لإنتاج ألوان مختلفة -6 نانومتر سميك للأزرق ، 31 نانومتر سميكة للأحمر ، وهلم جرا. تعكس سماكة الخلايا المتغيرة أطوال موجية مختلفة من الضوء ، وبالتالي ، لا يتم إنتاج اللون بواسطة الأصباغ أو فيلم ملون من شأنه أن يقلل الكفاءة بشكل أكبر.

ميزة أخرى جديرة بالذكر هي أن النتائج أظهرت أن هذه الخلايا لن تعمل بشكل أفضل أو أسوأ بناءً على موقع الشموس حيث أن درجات اللون لا تتغير مع زاوية الرؤية. ومع ذلك ، تعمل الخلايا الشمسية التقليدية بشكل أفضل عندما تكون في ضوء الشمس المباشر ، وبالتالي يجب أن تتمحور مع موقع الشمس.

شاهد الفيديو: سمينار:: 1- حلول الطاقة الشمسية في المباني - Integrated Solar Systems Solutions in Smart Buildings (شهر نوفمبر 2020).