Το όνειρο των παραθύρων που συλλέγουν την ηλιακή ενέργεια είναι ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα

Εικόνα αρχείου.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Μινεσότα και του Πανεπιστημίου του Milano-Bicocca φέρνουν το όνειρο των παραθύρων που μπορούν να συλλέξουν αποτελεσματικά την ηλιακή ενέργεια ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα χάρη στα νανοσωματίδια υψηλής τεχνολογίας. ηλιακό προϊόν

Οι ερευνητές ανέπτυξαν τεχνολογία για να ενσωματώσουν τα νανοσωματίδια πυριτίου σε αυτό που ονομάζουν αποτελεσματικούς φωτοβολταϊκούς ηλιακούς συγκεντρωτές (LSCs). Αυτά τα LSCs είναι το βασικό στοιχείο των παραθύρων που μπορούν να συλλέγουν αποτελεσματικά την ηλιακή ενέργεια. Όταν το φως λάμπει μέσα από την επιφάνεια, οι χρήσιμες συχνότητες του φωτός παγιδεύονται μέσα και συγκεντρώνονται στις άκρες όπου μπορούν να τοποθετηθούν μικρά ηλιακά κύτταρα για να συλλάβουν την ενέργεια. ηλιακή λυχνία

Η έρευνα δημοσιεύεται στο Nature Photonics, ένα επιστημονικό περιοδικό που δημοσιεύθηκε από την ομάδα Publishing Group. ηλιακό σύστημα φωτισμού

Τα παράθυρα που μπορούν να συλλέξουν την ηλιακή ενέργεια, που ονομάζονται φωτοβολταϊκά παράθυρα, είναι τα επόμενα σύνορα στις τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, καθώς έχουν τη δυνατότητα να αυξήσουν σε μεγάλο βαθμό την επιφάνεια των κτιρίων κατάλληλα για την παραγωγή ενέργειας χωρίς να επηρεάσουν την αισθητική τους - μια κρίσιμη πτυχή, ειδικά στις μητροπολιτικές περιοχές. Τα φωτοβολταϊκά παράθυρα που βασίζονται σε LSC δεν απαιτούν ογκώδη δομή στην επιφάνεια τους και δεδομένου ότι τα φωτοβολταϊκά κύτταρα είναι κρυμμένα στο πλαίσιο του παραθύρου, συνδυάζονται αόρατα στο δομημένο περιβάλλον. ηλιακό φως

Η ιδέα των ηλιακών συγκεντρωτών και των ηλιακών κυττάρων που ενσωματώνονται στο σχεδιασμό κτιρίων ήταν εδώ και δεκαετίες, αλλά αυτή η μελέτη περιελάμβανε μία βασική διαφορά - νανοσωματίδια πυριτίου. Μέχρι πρόσφατα, τα καλύτερα αποτελέσματα είχαν επιτευχθεί χρησιμοποιώντας σχετικά πολύπλοκες νανοδομές που βασίζονται είτε σε δυνητικά τοξικά στοιχεία, όπως κάδμιο ή μόλυβδο, είτε σε σπάνιες ουσίες όπως το Ινδικό, το οποίο ήδη χρησιμοποιείται μαζικά για άλλες τεχνολογίες. Φορτιστής ηλιακού πίνακα

Το πυρίτιο είναι άφθονο στο περιβάλλον και το μη τοξικό. Λειτουργεί επίσης πιο αποτελεσματικά απορροφώντας το φως σε διαφορετικά μήκη κύματος από ό, τι εκπέμπει. Ωστόσο, το πυρίτιο στη συμβατική του μορφή χύδην, δεν εκπέμπει φως ή luminesce. Σύστημα ηλιακής ενέργειας στο σπίτι

"Στο εργαστήριό μας,« τέχνασμα »φύση, αποφεύγοντας τη διάσταση των κρυστάλλων πυριτίου σε μερικά νανόμετρα, δηλαδή περίπου ένα δέκα χιλιοστά της διαμέτρου των ανθρώπινων μαλλιών», δήλωσε Διαδικασία για τη δημιουργία νανοσωματιδίων πυριτίου και έναν από τους ανώτερους συγγραφείς της μελέτης. Φορητός ηλιακός φορτιστής

"Σε αυτό το μέγεθος, οι ιδιότητες του πυριτίου αλλάζουν και γίνεται ένας αποτελεσματικός πομπός φωτός, με τη σημαντική ιδιότητα να μην επανατοποθετεί τη δική του φωταύγεια. Αυτό είναι το βασικό χαρακτηριστικό που καθιστά τα νανοσωματίδια πυριτίου ιδανικά κατάλληλα για εφαρμογές LSC". φορητή ηλιακή γεννήτρια

Η χρήση των νανοσωματιδίων πυριτίου άνοιξε πολλές νέες δυνατότητες για την ερευνητική ομάδα. ηλιακή δύναμη

"Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία LSC έχει βιώσει ταχεία επιτάχυνση, χάρη και στις πρωτοποριακές μελέτες που διεξήχθησαν στην Ιταλία, αλλά η εξεύρεση κατάλληλων υλικών για τη συγκομιδή και τη συγκέντρωση του ηλιακού φωτός ήταν ακόμα μια ανοιχτή πρόκληση", δήλωσε ο Sergio Brovelli, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Milano-Bicocca, συν-συγγραφέα της μελέτης, και συνιδρυτής της εταιρείας spin-off Glass στην εξουσία που εκβιομηχανίζει LSCs για φωτοβολταϊκά παράθυρα "Τώρα, είναι δυνατόν να αντικατασταθούν αυτά τα στοιχεία με νανοσωματίδια πυριτίου". υπαίθριο ηλιακό φως

Οι ερευνητές λένε ότι τα οπτικά χαρακτηριστικά των νανοσωματιδίων πυριτίου και η σχεδόν τέλεια συμβατότητα τους με τη βιομηχανική διαδικασία για την παραγωγή των πολυμερών LSC δημιουργούν μια σαφή διαδρομή για τη δημιουργία αποτελεσματικών φωτοβολταϊκών παραθύρων που μπορούν να συλλάβουν περισσότερο από το 5 % της ενέργειας του ήλιου με πρωτοφανές χαμηλό κόστος. Τιμή συστήματος ηλιακής ενέργειας

"Αυτό θα κάνει τα φωτοβολταϊκά παράθυρα με βάση την LSC μια πραγματική τεχνολογία για την ενσωματωμένη στην αγορά της φωτοβολταϊκής αγοράς χωρίς τους πιθανούς περιορισμούς άλλων κατηγοριών νανοσωματιδίων που βασίζονται σε σχετικά σπάνια υλικά", δήλωσε ο Francesco Meinardi, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μιλόνο-Μπίκο και ένας των πρώτων συγγραφέων του εγγράφου. ηλιακό σπίτι

Τα νανοσωματίδια πυριτίου παράγονται σε μια διαδικασία υψηλής τεχνολογίας χρησιμοποιώντας αντιδραστήρα πλάσματος και σχηματίζονται σε σκόνη. ηλιακός φακός

"Κάθε σωματίδιο αποτελείται από λιγότερο από δύο χιλιάδες άτομα πυριτίου", δήλωσε η Samantha Ehrenberg, μηχανική Ph.D. του Πανεπιστημίου της Μινεσότα. Φοιτητής και άλλος πρώτος συγγραφέας της μελέτης. "Η σκόνη μετατρέπεται σε διάλυμα που μοιάζει με μελάνη και στη συνέχεια ενσωματωθεί σε ένα πολυμερές, είτε σχηματίζοντας ένα φύλλο εύκαμπτου πλαστικού υλικού είτε επικάλυψε μια επιφάνεια με λεπτή μεμβράνη". Energia ηλιακή

Το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα εφευρέθηκε τη διαδικασία για τη δημιουργία νανοσωματιδίων πυριτίου πριν από δώδεκα χρόνια και κατέχει μια σειρά διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας σε αυτή την τεχνολογία. Το 2015, ο Kortshagen συναντήθηκε με τον Brovelli, ο οποίος είναι ειδικός στην κατασκευή LSC και είχε ήδη επιδείξει διάφορες επιτυχημένες προσεγγίσεις σε αποτελεσματικά LSC που βασίζονται σε άλλα συστήματα νανοσωματιδίων. Off Grid Solar Power System

Το δυναμικό των νανοσωματιδίων πυριτίου για αυτή την τεχνολογία ήταν αμέσως σαφές και η εταιρική σχέση γεννήθηκε. Το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα παρήγαγε τα σωματίδια και τους ερευνητές στην Ιταλία, κατασκευάστηκαν τα LSCs, ενσωματώνοντας τα σε πολυμερή μέσω μιας βιομηχανικής μεθόδου και λειτούργησε. ηλιακό σύστημα σπίτι

"Αυτή ήταν πραγματικά μια συνεργασία όπου συγκεντρώσαμε τους καλύτερους ερευνητές στους τομείς τους για να κάνουν μια παλιά ιδέα πραγματικά επιτυχημένη", δήλωσε ο Kortshagen. "Είχαμε την τεχνογνωσία για να φτιάξουμε τα νανοσωματίδια πυριτίου και οι συνεργάτες μας στο Μιλάνο είχε εμπειρία στην κατασκευή των συγκεντρωτών φωταύγειας. κιτ ηλιακό

Φορτιστής ηλιακής μπαταρίας που παρέχεται από το Mtosolar