حلم النوافذ التي تجمع الطاقة الشمسية هي خطوة واحدة إلى الواقع

صورة الملف.

يحضر الباحثون في جامعة مينيسوتا وجامعة ميلانو بيكوكا حلم Windows الذي يمكنه جمع الطاقة الشمسية بكفاءة خطوة واحدة إلى الواقع بفضل الجسيمات النانوية السيليكون عالية التقنية. المنتج الشمسي

طور الباحثون التكنولوجيا لتضمين الجسيمات النانوية السيليكون في ما يسمونه مركبات الطاقة الشمسية الإنارة الفعالة (LSCs). هذه LSCs هي العنصر الرئيسي للنوافذ التي يمكنها جمع الطاقة الشمسية بكفاءة. عندما يضيء الضوء عبر السطح ، يتم احتجاز الترددات المفيدة للضوء في الداخل وتركز على الحواف حيث يمكن وضع الخلايا الشمسية الصغيرة في مكانها لالتقاط الطاقة. LED Solar LED

تم نشر البحث في مجلة Nature Photonics ، وهي مجلة علمية تمت مراجعتها من قبل النظراء التي نشرتها مجموعة Nature Publishing Group. نظام الإضاءة الشمسية

تعد Windows التي يمكنها جمع الطاقة الشمسية ، والتي تسمى النوافذ الكهروضوئية ، الحدود التالية في تقنيات الطاقة المتجددة ، لأنها لديها القدرة على زيادة سطح المباني المناسبة لتوليد الطاقة دون التأثير على جمالياتها - وهو جانب حاسم ، وخاصة في المناطق الحضرية. لا تتطلب النوافذ الكهروضوئية المستندة إلى LSC أي بنية ضخمة لتطبيقها على سطحها ولأن الخلايا الكهروضوئية المخفية في إطار النافذة ، فإنها تمتزج بشكل غير مرئي في البيئة المبنية. ضوء الطاقة الشمسية

كانت فكرة مركبات الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية المدمجة في تصميم المباني موجودة منذ عقود ، ولكن هذه الدراسة شملت اختلافًا رئيسيًا - الجسيمات النانوية السيليكون. حتى وقت قريب ، تم تحقيق أفضل النتائج باستخدام هياكل نانوية معقدة نسبيًا تعتمد إما على عناصر سامة محتملة ، مثل الكادميوم أو الرصاص ، أو على مواد نادرة مثل الإنديوم ، والتي تستخدم بالفعل بشكل كبير لتقنيات أخرى. شاحن لوحة الطاقة الشمسية

السيليكون وفيرة في البيئة وغير سامة. كما أنه يعمل بشكل أكثر كفاءة عن طريق امتصاص الضوء بأطوال موجية مختلفة عن ينبعث منه. ومع ذلك ، فإن السيليكون في شكله بالجملة التقليدية ، لا ينبعث من الضوء أو luminesce. نظام الطاقة الشمسية المنزلية

وقال أستاذ الهندسة الميكانيكية بجامعة مينيسوتا أووي كورتشاجن ، مخترع الأستاذة ، مخترع الأستاذة ، مخترع الأستاذة ، مخترع الأستاذة ، مخترع الأستاذة ، مخترعة المؤتمر عملية لإنشاء جسيمات النانوية السيليكون وأحد كبار المؤلفين في الدراسة. شاحن الطاقة الشمسية المحمولة

"بهذا الحجم ، تتغير خصائص السيليكون وتصبح باعثًا فعالًا للضوء ، حيث لا تتمثل الخاصية المهمة في إعادة امتصاص تألقها الخاص. هذه هي الميزة الرئيسية التي تجعل الجسيمات النانوية السيليكون مناسبة بشكل مثالي لتطبيقات LSC." مولد الطاقة الشمسية المحمولة

باستخدام الجسيمات النانوية السيليكون فتحت العديد من الاحتمالات الجديدة لفريق البحث. الطاقة الشمسية PowerBank

وقال سيرجيو بروفيلي ، أستاذ الفيزياء في الجامعة: "على مدى السنوات القليلة الماضية ، شهدت تقنية LSC تسارعًا سريعًا ، وذلك بفضل الدراسات الرائدة التي أجريت في إيطاليا ، ولكن العثور على مواد مناسبة لحصاد وتركيز الضوء الشمسي كان لا يزال تحديًا مفتوحًا". من Milano-Bicocca ، المؤلف المشارك للدراسة ، والمؤسس المشارك لشركة Glass Glass إلى Power التي تقوم بتصنيع LSCs للنوافذ الضوئية "الآن ، من الممكن استبدال هذه العناصر بجسيمات النانوية السيليكون." الضوء الشمسي في الهواء الطلق

يقول الباحثون إن الميزات البصرية للجسيمات النانوية السيليكون وتوافقها المثالي تقريبًا مع العملية الصناعية لإنتاج LSCs البوليمر تخلق طريقًا واضحًا لإنشاء نوافذ فعالة من الطاقة الكهروضوئية التي يمكنها التقاط أكثر من 5 في المائة من طاقة الشمس بتكاليف منخفضة غير مسبوقة. سعر نظام الطاقة الشمسية

وقال فرانشيسكو ميناردي ، أستاذ الفيزياء بجامعة ميلانو بيكوكا وواحدة واحدة: "هذا سيجعل النوافذ الكهروضوئية المستندة إلى LSC تقنية حقيقية لسوق الطاقة الكهروضوئية المتكاملة للبناء دون قيود محتملة على فئات أخرى من الجسيمات النانوية على أساس مواد نادرة نسبيًا". أول مؤلفين من الورقة. نظام المنزل الشمسي

يتم إنتاج الجسيمات النانوية السيليكون في عملية تقنية عالية باستخدام مفاعل البلازما وتشكل في مسحوق. المصباح الشمسي

وقال سامانثا إرينبرغ ، دكتوراه ميكانيكية بجامعة مينيسوتا: "يتكون كل جسيم من أقل من ألفي ذرات السيليكون". طالب ومؤلف أول من الدراسة. "يتم تحويل المسحوق إلى محلول يشبه الحبر ثم مدمج في البوليمر ، إما تشكيل ورقة من المواد البلاستيكية المرنة أو طلاء سطح مع فيلم رفيع." Energia Solar

اخترع جامعة مينيسوتا عملية إنشاء جسيمات النانوية السيليكون منذ حوالي عشر سنوات وتحمل عددًا من براءات الاختراع على هذه التكنولوجيا. في عام 2015 ، التقى Kortshagen بروفيلي ، وهو خبير في تصنيع LSC وأظهر بالفعل العديد من الأساليب الناجحة ل LSCs الفعالة استنادًا إلى أنظمة الجسيمات النانوية الأخرى. خارج نظام الطاقة الشمسية الشبكة

كانت إمكانات الجسيمات النانوية السيليكون لهذه التكنولوجيا واضحة على الفور ولدت الشراكة. أنتجت جامعة مينيسوتا الجسيمات والباحثين في إيطاليا ملفقة LSCs من خلال تضمينها في البوليمرات من خلال طريقة صناعية ، وقد نجحت. نظام الطاقة الشمسية

وقال كورتشاجن: "كانت هذه شراكة حقًا حيث جمعنا أفضل الباحثين في مجالاتهم لجعل فكرة قديمة ناجحة حقًا". "كان لدينا خبرة في صنع الجسيمات النانوية السيليكون وشركائنا في ميلانو لديهم خبرة في اختلاط مركبات الإنارة. عندما اجتمع كل شيء معًا ، عرفنا أن لدينا شيئًا مميزًا". طقم الطاقة الشمسية

شاحن البطارية الشمسية التي توفرها Mtosolar