door personeelsschrijvers
Minneapolis MN (SPX) 22 februari 2017
 Bestandsafbeelding. |
Onderzoekers van de Universiteit van Minnesota en de Universiteit van Milano-Bicocca brengen de droom van ramen die een stap dichter bij de realiteit efficiënt kunnen verzamelen dankzij hightech silicium nanodeeltjes. zonne -product
De onderzoekers ontwikkelden technologie om de siliciumnanodeeltjes in te bedden in wat zij efficiënte luminescente zonneconcentrators (LSC's) noemen. Deze LSC's zijn het belangrijkste element van Windows dat zonne -energie efficiënt kan verzamelen. Wanneer het licht door het oppervlak schijnt, worden de nuttige lichtfrequenties van binnen gevangen en worden geconcentreerd aan de randen waar kleine zonnecellen kunnen worden opgezet om de energie te vangen. Zonne -led
Het onderzoek wordt gepubliceerd in Nature Photonics, een peer-reviewed wetenschappelijk tijdschrift gepubliceerd door de Nature Publishing Group. Zonne -verlichtingssysteem
Ramen die zonne -energie kunnen verzamelen, fotovoltaïsche ramen genoemd, zijn de volgende grens in technologieën voor hernieuwbare energie, omdat ze het potentieel hebben om het oppervlak van gebouwen grotendeels te vergroten die geschikt is voor energieopwekking zonder hun esthetiek te beïnvloeden - een cruciaal aspect, vooral in grootstedelijke gebieden. Op LSC gebaseerde fotovoltaïsche ramen vereisen geen omvangrijke structuur op hun oppervlak en omdat de fotovoltaïsche cellen in het raamkozijn worden verborgen, mengen ze onzichtbaar in de gebouwde omgeving. op zonne -energie aangedreven licht
Het idee van zonne -concentrators en zonnecellen geïntegreerd in bouwontwerp bestaat al tientallen jaren, maar deze studie bevatte een belangrijk verschil - silicium nanodeeltjes. Tot voor kort waren de beste resultaten bereikt met behulp van relatief complexe nanostructuren gebaseerd op potentieel toxische elementen, zoals cadmium of lood, of op zeldzame stoffen zoals indium, die al massaal worden gebruikt voor andere technologieën. zonnepaneel oplader
Silicium is overvloedig in het milieu en niet giftig. Het werkt ook efficiënter door licht te absorberen bij verschillende golflengten dan het uitzendt. Silicium in zijn conventionele bulkvorm komt echter geen licht of luminesce uit. Home Solar Power System
"In ons lab 'truc' de natuur door de dimensie van siliciumkristallen te ontrafelen tot enkele nanometers, dat is ongeveer een tienduizendste van de diameter van het menselijk haar," zei University of Minnesota Mechanical Engineering Professor Uwe Kortshagen, uitvinder van de Proces voor het maken van silicium nanodeeltjes en een van de senior auteurs van de studie. Draagbare zonnelader
"Bij deze grootte veranderen de eigenschappen van Silicon en het wordt een efficiënte lichtemitter, waarbij de belangrijke eigenschap niet zijn eigen luminescentie opnieuw moet worden ingeschakeld. Dit is het belangrijkste kenmerk dat silicium nanodeeltjes ideaal geschikt maakt voor LSC-toepassingen." draagbare zonnegenerator
Het gebruik van de silicium nanodeeltjes opende veel nieuwe mogelijkheden voor het onderzoeksteam. zonne -powerbank
"In de afgelopen jaren heeft de LSC -technologie een snelle versnelling ervaren, dankzij baanbrekende studies die in Italië zijn uitgevoerd, maar het vinden van geschikte materialen voor het oogsten en concentreren van zonnelampje was nog steeds een open uitdaging," zei Sergio Brovelli, professor natuurkunde aan de universiteit van Milano-Bicocca, co-auteur van de studie, en mede-oprichter van het spin-off bedrijf Glass naar stroom dat LSC's industrialiseren voor fotovoltaïsche ramen "nu is het mogelijk om deze elementen te vervangen door silicium nanodeeltjes." Outdoor Solar Light
Onderzoekers zeggen dat de optische kenmerken van silicium nanodeeltjes en hun bijna perfecte compatibiliteit met het industriële proces voor het produceren van de polymeer -LSC's een duidelijk pad creëren naar het creëren van efficiënte fotovoltaïsche ramen die meer dan 5 procent van de energie van de zon kunnen vangen tegen ongekende lage kosten. Zonne -energiesysteemprijs
"Hierdoor wordt op LSC gebaseerde fotovoltaïsche ramen een echte technologie voor de gebouwen-geïntegreerde fotovoltaïsche markt zonder de potentiële beperkingen van andere klassen van nanodeeltjes op basis van relatief zeldzame materialen," zei Francesco Meinardi, professor natuurkunde aan de Universiteit van Milano-Bicocca en een van de eerste auteurs van het papier. Zonne -thuissysteem
De silicium nanodeeltjes worden geproduceerd in een hightech-proces met behulp van een plasma-reactor en gevormd in een poeder. Zonne -zaklamp
"Elk deeltje bestaat uit minder dan tweeduizend siliciumatomen," zei Samantha Ehrenberg, een mechanische Ph.D. student en een andere eerste auteur van de studie. "Het poeder wordt omgezet in een inktachtige oplossing en vervolgens ingebed in een polymeer, waardoor een vel flexibel plastic materiaal wordt gevormd of een oppervlak bedekt met een dunne film." Energia Solar
De Universiteit van Minnesota heeft het proces uitgevonden voor het maken van silicium nanodeeltjes ongeveer een dozijn jaar geleden en heeft een aantal patenten op deze technologie. In 2015 ontmoette Kortshagen Brovelli, die een expert is in LSC -fabricage en al verschillende succesvolle benaderingen van efficiënte LSC's op basis van andere nanodeeltjessystemen had aangetoond. Off Grid Solar Power System
Het potentieel van silicium nanodeeltjes voor deze technologie was meteen duidelijk en het partnerschap werd geboren. De Universiteit van Minnesota produceerde de deeltjes en onderzoekers in Italië fabriceerden de LSC's door ze in polymeren in te bedden via een industriële methode, en het werkte. Zonnesysteem thuis
"Dit was echt een partnerschap waarbij we de beste onderzoekers op hun vakgebied verzamelden om een oud idee echt succesvol te maken," zei Kortshagen. "We hadden de expertise in het maken van de silicium nanodeeltjes en onze partners in Milano hadden expertise in het fabriceren van de luminescerende concentrators. Toen het allemaal samenkwam, wisten we dat we iets speciaals hadden." Solar
Zonne -batterijlader geleverd door Mtosolar