Эффективные солнечные элементы из множества полусфер

25.02.2024

Солнечные панели обычно имеют плоскую структуру, чтобы максимально поглощать солнечный свет, работая наилучшим образом, когда лучи падают на них под определенным углом. Новое исследование утверждает, что создание мельчайших куполов на поверхности солнечных элементов может повысить их эффективность на 36% и 66% в зависимости от поляризации света. При этом свет будет улавливаться под более широким углом - до 82 градусов.

Представленная разработка имеет значительный потенциал для разработки более эффективных солнечных элементов, способных преодолевать традиционные ограничения и находить применение в различных областях, где требуется надежный источник энергии.

Ранее ученые экспериментировали с различными формами поверхности, включая внедрение сферических нанооболочек из кремнезема, чтобы уловить больше солнечного света и получить от него больше энергии. Для нового исследования команда Университета Абдуллы Гюля в Турции провела сложное моделирование того, как куполообразные выступы повышают эффективность солнечных элементов.

Ученые исследовали фотоэлектрические элементы из органического полимера P3HT: ICBA как активный слой, расположенный над слоем алюминия и подложкой из органического стекла. Все это было покрыто прозрачным защитным слоем из оксида индия и олова (ITO). Эта сэндвич-структура хранилась через весь купол или "полусферическую оболочку", как ее называют разработчики.

Исследователи провели 3D-анализ методом конечных элементов (FEA), разбивающего сложные системы на управляемые фрагменты для лучшего моделирования и анализа.

Солнечные элементы с выпуклостями показали улучшенное поглощение света на 36% и 66% по сравнению с плоскими поверхностями в зависимости от поляризации света. Выступы позволяют свету проникать из более широкого диапазона направлений и под большим углом - до 82 градусов.

Хотя физические прототипы таких солнечных элементов еще не созданы, проведенное моделирование является значимым шагом в направлении разработки более эффективных солнечных технологий. Если эти принципы будут успешно реализованы, они могут найти применение не только в солнечных батареях на крышах, но и в различных сферах, включая носимую электронику, биомедицинские устройства, теплицы и "Интернет вещей".

<< Назад: Открыт молекулярный механизм спячки у млекопитающих 25.02.2024

>> Вперед: Ультразвуковая наклейка позволит видеть сквозь кожу. 24.02.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Прививка от кошек 14.07.2011 Около десяти процентов человечества страдают аллергией на кошек. В канадском университете Макмастера готовят вакцину, которая должна устранять эту болезненную реакцию. Иммунолог Марк Ларке выделил кошачий белок, вызывающий аллергию, и выяснил, какие именно участки его аминокислотной цепочки наиболее активны. Это оказались семь пептидов, которые удалось синтезировать. Вакцина из них проверена на 88 пациентах. Однократное ее введение ослабило воспалительные реакции на 40%. Существующие способы лечения этого вида аллергии занимают несколько лет. Предстоят испытания на более обширном контингенте, а после них выпускать вакцину намерены в Англии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025