штатные писатели
Миннеаполис MN (SPX) 22 февраля 2017 г.
 Файл изображение. |
Исследователи из Университета Миннесоты и Университета Милано-Бикокки воплощают мечту о окнах, которые могут эффективно собирать солнечную энергию на шаг ближе к реальности благодаря высокотехнологичным наночастицам кремния. Солнечный продукт
Исследователи разработали технологию для встраивания кремниевых наночастиц в то, что они называют эффективными люминесцентными солнечными концентраторами (LSC). Эти LSC являются ключевым элементом окон, которые могут эффективно собирать солнечную энергию. Когда свет сияет через поверхность, полезные частоты света попадают внутрь и концентрируются на краях, где могут быть установлены небольшие солнечные элементы, чтобы захватить энергию. Солнечный светодиод
Исследование опубликовано в Nature Photonics, рецензируемом научном журнале, опубликованном The Nature Publishing Group. Система солнечного освещения
Окна, которые могут собирать солнечную энергию, называемые фотоэлектрическими окнами, являются следующей границей в технологиях возобновляемой энергии, поскольку они могут в значительной степени увеличить поверхность зданий, подходящих для производства энергии, не влияя на их эстетику - важный аспект, особенно в столичных областях. Фотоэлектрические окна на основе LSC не требуют, чтобы какая-либо громоздкая структура была нанесена на их поверхность, и, поскольку фотоэлектрические ячейки скрыты в оконной раме, они невидимо смешиваются в застроенной среде. Солнечный свет
Идея солнечных концентраторов и солнечных элементов, интегрированных в дизайн здания, существует уже десятилетиями, но это исследование включало в себя одно ключевое отличие - наночастицы кремния. До недавнего времени наилучшие результаты были достигнуты с использованием относительно сложных наноструктур, основанных либо на потенциально токсичных элементах, таких как кадмий или свинец, или на редких веществах, таких как индий, которые уже массово используются для других технологий. Зарядное устройство для солнечной батареи
Кремний изобильный в окружающей среде и нетоксичен. Это также работает более эффективно, поглощая свет на разных длинах волн, чем испускает. Тем не менее, кремний в его обычной массовой форме не испускает свет или люминесс. Домашняя солнечная энергетическая система
«В нашей лаборатории мы« обманываем »природу, уклоняясь от измерения кристаллов кремния на несколько нанометров, то есть примерно на один десять тысяч диаметров человеческих волос»,-сказал профессор машиностроения Университета Миннесоты Уве Кортшаген, изобретатель Процесс создания кремниевых наночастиц и одного из старших авторов исследования. Портативное солнечное зарядное устройство
«При таком размере свойства кремния изменяются, и он становится эффективным излучателем света, причем важное свойство не для повторного погружения в свою собственную люминесценцию. Это ключевая особенность, которая делает кремниевые наночастицы, идеально подходящими для применений LSC». Портативный солнечный генератор
Использование кремниевых наночастиц открыло много новых возможностей для исследовательской группы. Солнечный банк
«За последние несколько лет технология LSC испытала быстрое ускорение, благодаря новаторским исследованиям, проведенным в Италии, но поиск подходящих материалов для сбора и концентрации солнечного света все еще оставался открытой проблемой», - сказал Серджио Бровелли, профессор физики в университете Из Milano-bicocca, соавтора исследования и соучредителя побочной компании Glass для мощности, которая индустриляет LSC для фотоэлектрических окон. «Теперь можно заменить эти элементы на наночастицы кремния». Наружный солнечный свет
Исследователи говорят, что оптические особенности наночастиц кремния и их почти идеальная совместимость с промышленным процессом для производства полимерных LSC создают четкий путь к созданию эффективных фотоэлектрических окон, которые могут захватить более 5 процентов энергии солнца при беспрецедентных низких затратах. цена системы солнечной энергии
«Это сделает фотоэлектрические окна на основе LSC реальной технологией для интегрированного на здании рынка фотоэлектрического рынка без потенциальных ограничений других классов наночастиц на основе относительно редких материалов»,-сказал Франческо Мейнарди, профессор физики в Университете Милано-Бикокки и один первых авторов бумаги. Солнечная домашняя система
Кремниевые наночастицы вырабатываются в высокотехнологичном процессе с использованием плазменного реактора и образуются в порошок. Солнечный фонарик
«Каждая частица состоит из менее двух тысяч атомов кремния», - сказала Саманта Эренберг, доктор философии Миннесотского университета Миннесотского университета. Студент и еще один первый автор исследования. «Порошок превращается в чернильный раствор, а затем встроен в полимер, либо образуя лист гибкого пластикового материала, либо покрывая поверхность тонкой пленкой». Energia Solar
Университет Миннесоты изобрел процесс создания кремниевых наночастиц около десятка лет назад и имеет ряд патентов на эту технологию. В 2015 году Кортшаген встретил Бровелли, который является экспертом по изготовлению LSC и уже продемонстрировал различные успешные подходы к эффективным LSC на основе других систем наночастиц. Система солнечной энергии вне сети
Потенциал наночастиц кремния для этой технологии был немедленно ясен, и партнерство родилось. Университет Миннесоты произвел частицы, а исследователи в Италии изготовили LSC, внедрив их в полимеры с помощью промышленного метода, и это работало. Солнечная система дома
«Это было действительно партнерство, где мы собрали лучших исследователей в их областях, чтобы сделать старую идею по -настоящему успешной», - сказал Кортшаген. «У нас был опыт в создании кремниевых наночастиц, и наши партнеры в Милано обладали опытом в изготовлении люминесцентных концентраторов. Когда все это собралось, мы знали, что у нас есть что -то особенное». Комплект Солнечная
Солнечное зарядное устройство, поставляемое MTOSOLAR