Gặp gỡ các siêu hiệu quả của LEGO® bảng điều khiển năng lượng mặt trời gạch

Họ không thực sự Legos, nhưng nếu bạn kéo lên một kính hiển vi và mất một peek tại một trong những tấm pin mặt trời, bạn sẽ thấy một mô hình studded quen thuộc. Một vấn đề với các tấm năng lượng mặt trời là hầu hết năng lượng ánh sáng mà lượt truy cập một bảng điều khiển năng lượng mặt trời không bị hấp thụ.

 
Nhưng bằng cách đặt bẫy ánh sáng trong một bảng điều khiển năng lượng mặt trời, các nhà nghiên cứu nhận thấy họ có thể làm tăng hiệu quả tổng thể của một bảng điều khiển lên đến 22%. Các kết quả này được công bố trên số ra tháng mười Báo cáo khoa học của các nhà nghiên cứu từ trường Imperial College London, Bỉ, Trung Quốc, và Nhật Bản.

"Trong những năm gần đây cả hiệu quả và chi phí của các tấm năng lượng mặt trời thương mại đã được cải thiện nhưng họ vẫn còn đắt so với nhiên liệu hóa thạch. Như vật liệu hấp thụ một mình có thể tạo nên một nửa chi phí của một bảng điều khiển năng lượng mặt trời Mục tiêu của chúng tôi là giảm đến mức tối thiểu số tiền đó là cần thiết ", Tiến sĩ Nicholas Hylton từ Khoa Vật lý tại trường Imperial College London cho biết.

"Sự thành công của công nghệ, kết hợp với lớp phủ chống phản chiếu hiện đại, sẽ đưa chúng ta một chặng đường dài xuống con đường hướng tới các tế bào năng lượng mặt trời hiệu quả cao và mỏng có thể có sẵn ở một mức giá cạnh tranh."

Xem thêm: Lego giá rẻ

Tiến sĩ Hylton và các đồng nghiệp của ông gắn liền dãy xi-lanh bằng nhôm chỉ 100 nanomet trên để phía trên cùng của bảng điều khiển năng lượng mặt trời - đem lại cho họ một hình Lego giống - nơi họ tương tác với ánh sáng đi qua, gây ra các tia sáng cá nhân để thay đổi hành trình. Nhiều năng lượng được lấy từ ánh sáng như những tia sáng bị mắc kẹt bên trong bảng điều khiển năng lượng mặt trời và du lịch đối với khoảng cách dài hơn thông qua lớp hấp thụ của nó.

Để làm cho các "viên gạch", một vài lớp gallium arsenide (bán dẫn) và silicon dioxide (một lớp bảo vệ) đã được thêm vào trên đầu trang của một cơ sở của chất bán dẫn. Các nhôm sau đó đã được gửi trên cùng của ngăn xếp, và khuôn mẫu vào đinh sử dụng chùm electron lithography. nỗ lực trước đây đã sử dụng bạc và vàng đinh bởi vì những vật liệu này có tương tác mạnh với ánh sáng, nhưng các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng chúng tương tác quá tốt với ánh sáng bằng cách hấp thụ ánh sáng trước khi nó xâm nhập vào bảng điều khiển năng lượng mặt trời.

"Chìa khóa để hiểu được những kết quả mới trong cách các cấu trúc bên trong của các kim loại này tương tác với ánh sáng. Vàng và bạc cả hai đều có một tác động mạnh qua các tia ánh sáng, có thể xâm nhập vào các đinh tán nhỏ và được hấp thụ, trong khi nhôm có tương tác khác nhau và chỉ uốn cong và tán xạ ánh sáng khi nó di chuyển qua chúng vào các tế bào năng lượng mặt trời ". Nó cũng giúp cho rằng nhôm là rẻ hơn và xa hơn, phong phú hơn bạc và vàng.