علم

"الهوائي الأخضر" الجديد يمكن أن يضاعف كفاءة الطاقة الشمسية


الباحث الرئيسي شالا ف. كومار (في الوسط) [مصدر الصورة:جامعة كونيتيكت]

على الرغم من أن الارتفاع في استخدام الطاقة الشمسية كان مطردًا وواعدًا ، إلا أن الابتكار والتحسينات في كفاءة الخلية يمكن أن تجعل الأمور أفضل. تم الآن تطوير نوع جديد من الهوائيات والذي يمكن أن يمكّن الألواح الشمسية من أن تصبح ضعف كفاءة تلك التي تعمل حاليًا ، وبالتالي زيادة انتشار الخلايا الشمسية على الأسطح

تم تطوير "الهوائي الأخضر" الجديد من قبل مجموعة من العلماء من جامعة كونيتيكت في الولايات المتحدة. إنها تجمع الجزء الأزرق من طيف الضوء (الفوتونات الزرقاء) أكثر بكثير من الألواح الشمسية السيليكونية الموجودة ، والتي تحول الضوء من حوالي 600 إلى 1000 نانومتر (نانومتر) إلى كهرباء ولكن ليس من نطاق 350 إلى 600 نانومتر. هذا يعني أن المصفوفات الشمسية الحالية تهدر الكثير من الطاقة الكامنة ، وتستحوذ على 11 إلى 15 في المائة فقط من الطاقة الشمسية المتاحة. في حين أن الألواح التي يتم تصنيعها خصيصًا في المختبرات يمكن أن تزيد هذا الرقم إلى حوالي 25 في المائة ، إلا أنها تميل إلى أن تكون باهظة التكلفة بالنسبة للمستهلك العادي. يمكن أن تكون النماذج الأولية للمختبر أكثر كفاءة ، ولكن من الصعب للغاية توسيع نطاقها.

قال الباحث الرئيسي Challa V. Kumar: "تعمل العديد من المجموعات حول العالم بجد لصنع هذا النوع من الهوائيات ، ومجموعتنا هي الأولى من نوعها في العالم بأسره". "ينبعث معظم ضوء الشمس عبر نافذة واسعة جدًا من الأطوال الموجية. إذا كنت تريد استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج تيار كهربائي ، فأنت تريد حصاد أكبر قدر ممكن من هذا الطيف ".

يعتقد الفريق في كونيتيكت أن الهوائي الجديد يمكنه التقاط ضعف كمية الطاقة التي تستخدمها لوحة تجارية قياسية. إن مفتاح قدرة الجهاز هو صبغة عضوية ، يتم تحفيز جزيئاتها بواسطة فوتونات الضوء ، مما يؤدي إلى إصدار فوتونات صديقة للسيليكون يمكن تحويلها إلى طاقة إذا كانت الظروف الكيميائية المناسبة موجودة. قام الباحثون بدمج الأصباغ داخل هيدروجيل البروتين الدهني الذي يحافظ على الجزيئات منفصلة ولكن لا تزال معبأة بشكل وثيق. ينتج عن هذا بدوره فيلم وردي يمكن استخدامه لتغليف الخلايا الشمسية من أجل تحسين قدرتها على التقاط الضوء بشكل كبير. هذه العملية مباشرة نسبيًا وليست باهظة التكلفة أيضًا. وفقًا لكومار ، يمكن القيام بذلك في المطبخ أو في قرية نائية. علاوة على ذلك ، فإن المواد المستخدمة في هذه العملية قابلة للتسميد وصديقة للبيئة ، وبالتالي تقضي على احتمالية خلق نفايات سامة.

قدم الباحثون مشروعهم في 250العاشر الاجتماع الوطني والمعرض للجمعية الكيميائية الأمريكية في أغسطس وتم الآن إدراج شركة محلية في ولاية كونيتيكت لمساعدة الفريق على تحويل الهوائي إلى منتج تجاري. هناك تطبيقات أخرى محتملة إلى جانب الطاقة الشمسية. يعتقد الفريق أنه يمكن استخدام الهيدروجيل متعدد الاستخدامات لتوصيل الأدوية وأيضًا في الثنائيات الباعثة للضوء الأبيض.

شاهد الفيديو: 2000 جنيه. ثمن محطة طاقة شمسية تغنيك عن فاتورة الكهرباء 25 سنة (شهر نوفمبر 2020).