新的太阳能电池板设计可能会导致更广泛地使用可再生能源
一项新的研究表明,以棋盘线设计太阳能电池板将其吸收光的能力提高了 125%。
研究人员表示,这一突破可能会导致生产更薄、更轻、更灵活的太阳能电池板,这些电池板可用于为更多家庭供电并用于更广泛的产品。
该研究由约克大学的研究人员领导,并与新里斯本大学 (CENIMAT-i3N) 合作进行,调查了不同的表面设计如何影响太阳能电池中的阳光吸收,这些太阳能电池组装在一起形成太阳能电池板。
科学家们发现,棋盘格设计改善了衍射,从而提高了光被吸收然后用于产生电力的可能性。
可再生能源部门一直在寻找新方法来提高轻质材料中太阳能电池的光吸收,这些材料可用于从屋顶瓦片到船帆和野营设备的产品中。
太阳能级硅——用于制造太阳能电池——在生产过程中非常耗能,因此制造更薄的电池和改变表面设计将使它们更便宜、更环保。
来自物理系的 Christian Schuster 博士说:“我们发现了一个简单的技巧来提高薄型太阳能电池的吸收。我们的调查表明,我们的想法实际上可以与更复杂设计的吸收增强相媲美——同时还吸收了更多的光线。平面和靠近表面结构本身的光线较少。
“我们的设计规则满足太阳能电池光捕获的所有相关方面,为简单、实用且出色的衍射结构扫清了道路,其潜在影响超出了光子应用。
“这种设计提供了将太阳能电池进一步集成到更薄、更灵活的材料中的潜力,从而为在更多产品中使用太阳能创造更多机会。”
该研究表明,该设计原则不仅会影响太阳能电池或 LED 领域,还会影响隔音板、防风板、防滑表面、生物传感应用和原子冷却等应用。
Schuster 博士补充说:“原则上,我们将使用相同数量的吸收材料部署十倍的太阳能:十倍薄的太阳能电池可以实现光伏的快速扩张,增加太阳能发电量,并大大减少我们的碳足迹。
“事实上,由于精炼硅原材料是一个能源密集型过程,因此薄十倍的硅电池不仅可以减少对精炼厂的需求,还可以降低成本,从而使我们能够向绿色经济过渡。”
英国商业、能源和工业战略部的数据显示,2020 年前三个月,包括太阳能在内的可再生能源占英国发电量的 47%。