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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Найден надежный способ передачи энергии без проводов 27.04.2022 Группа ученых из Лаборатории военно-морских исследований США испытала новую технологию для беспроводной передачи электроэнергии. При помощи микроволнового излучения физикам удалось передать электричество мощностью 1,6 киловатт на расстояние в 1 километр на исследовательском полигоне армии США в Блоссом-Пойнт (штат Мэриленд). В Лаборатории подчеркивают, что это самая успешная и надежная демонстрация беспроводной передачи энергии за последние 50 лет. Энергетические лучи передаются между двумя точками в рамках системы Safe and Continuous Power bEaming - Microwave (SCOPE-M). Специальное оборудование преобразовывает электричество в микроволны, которые затем фокусируются узким лучом на приемнике с так называемыми ректеннами (rectifying antenna - выпрямляющая антенна) - это особый тип приемных антенны с высокочастотными диодами. Когда микроволны попадают на ректенну, то преобразовываются в постоянный ток. В течение 12 месяцев американские ученые пытались с помощью SCOPE-M передать электроэнергию в виде микроволнового луча с частотой 10 ГГц в двух местах - на полигоне Блоссом-поинт, а также на передатчике сверхширокополосного радара спутниковой визуализации Haystack в Массачусетском технологическом институте (MIT). Результат в Мэрилэнде пиковая мощность оказалась на 60% выше, однако в Массачусетсе были выше средние показатели, что в конечном итоге позволило получить большее количество энергии. Ученые не хотят использовать более высокую частоту микроволн, ведь это приведет к потере энергии при прохождении через атмосферу. Частота 10 ГГц позволяет использовать дешевые и надежные компоненты, потеря мощность при этом составляет менее 5% даже в сильный дождь.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025