Χρωματισμένο πλαστικό διπλασιάζει την απόδοση φωτοβολταϊκών κυττάρων

Ένα λεπτό φύλλο βαμμένου πλαστικού θα μπορούσε να μειώσει το κόστος της ηλιακής ενέργειας, ιδιαίτερα για εφαρμογές που απαιτούν τα ηλιακά τους κύτταρα να είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά και ευέλικτα.

Tweet

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Illinois, στα πλαίσια του Urbana-Champaign, χρησιμοποίησαν πλαστικό για να συλλέξουν το φως του ήλιου και να το συγκεντρώσουν πάνω σε ένα ηλιακό κύτταρο γαλλίου, πειραματικής διάταξης. Με αυτόν τον τρόπο ανακάλυψαν ότι διπλασιάζεται η ισχύς εξόδου των κυττάρων.

Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έχουν δείξει ότι η προσέγγιση αυτή λειτουργεί με ένα ηλιακό κύτταρο, αλλά σχεδιάζουν να κατασκευάσουν μεγαλύτερα φύλλα πλαστικού, διάσπαρτα με συστοιχίες από πολλά μικροσκοπικά ηλιακά κύτταρα. Η προσέγγιση θα μπορούσε είτε να επιτρέψει σε ένα μικρότερο ηλιακό πάνελ την παραγωγή περισσότερης ηλεκτρικής ενέργειας, ή να το καταστήσει φθηνότερο, μειώνοντας την ποσότητα του φωτοβολταϊκού υλικού που χρειάζεται.

«Είναι χαμηλότερο το κόστος σε σύγκριση με το τι θα πρέπει να κάνετε για να πάρετε την ίδια αποτελεσματικότητα με πλήρη επικάλυψη της επιφάνειας με ενεργητικά ηλιακό υλικό», λέει ο Τζον Ρότζερς, καθηγητής της Επιστήμης Υλικών και Μηχανικής, και Χημείας στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις. Το έργο παρουσιάστηκε στο συνέδριο Materials Research Society στη Βοστόνη, αυτήν την εβδομάδα.

Καθώς το φως ανακλάται στο πλαστικό φύλλο, μια ειδικά επιλεγμένη χρωστική ουσία το απορροφά. Η χρωστική ουσία είναι ουσία φωταύγειας, που σημαίνει ότι αφού απορροφά το φως, επανεκπέμπεται. Το φως που εκπέμπει, βέβαια, περιορίζεται σε μεγάλο βαθμό στο εσωτερικό του πλαστικού φύλλου, έτσι ώστε να αναπηδά κατά μήκος στο εσωτερικό του πλαστικού μέχρι να φτάσει σε ένα ηλιακό κύτταρο. Κατά τον ίδιο τρόπο το φως οδηγείται κατά μήκος του εσωτερικού ενός καλωδίου οπτικών ινών. Η χρωστική ουσία απορροφά μόνο μέρος του ηλιακού φάσματος. Έτσι για να ενισχύσουν περαιτέρω την ισχύ εξόδου, οι ερευνητές πρόσθεσαν ένα ανακλαστικό υλικό που κατευθύνει, μερικώς, το φως που η βαφή δεν απορροφά, στην ηλιακή κυψέλη.