El equipo de la Universidad de Stanford desarrolló una nueva tecnología para el enfriamiento de células fotovoltaicas

- Oct 18, 2018-

El problema de la baja eficiencia de conversión causada por el sobrecalentamiento de las células fotovoltaicas afecta en gran medida el rendimiento de las células fotovoltaicas. Recientemente, los investigadores de la Universidad de Stanford han reducido efectivamente el exceso de radiación térmica de las células fotovoltaicas al agregar una capa especial de vidrio de cuarzo a la superficie de las células fotovoltaicas, superando los problemas de enfriamiento en el desarrollo de células fotovoltaicas de alta eficiencia.

Las células fotovoltaicas son una de las fuentes de energía renovable más prometedoras y ampliamente utilizadas en el mercado actual. Aunque es fácil de fabricar, siempre ha habido un problema de conversión solar demasiado baja. Excluyendo la inevitable pérdida de energía, el sobrecalentamiento de las células fotovoltaicas es la razón principal de la baja eficiencia de conversión. En condiciones normales de trabajo, las células fotovoltaicas pueden alcanzar fácilmente temperaturas por encima de 55 grados centígrados, lo que limita la tasa de conversión fotoeléctrica al tiempo que reduce la vida útil de la batería. Los métodos de enfriamiento actuales utilizan principalmente dispositivos de ventilación y refrigerantes líquidos, pero estos métodos son poco económicos y afectan el rendimiento fotovoltaico.

"Nuestro nuevo enfoque puede reducir de manera pasiva la temperatura de operación de las células fotovoltaicas, mejorando significativamente su eficiencia de conversión de energía y vida útil". El físico principal de la Universidad de Stanford y autor principal del artículo, Zhu Linxiao, dijo que estos dos beneficios son propicios para el éxito continuo y amplio Aplicación de la tecnología de células fotovoltaicas.

Las células fotovoltaicas son dispositivos que convierten la luz solar directamente en energía eléctrica. El diseño más exitoso y más utilizado en la actualidad es el uso de materiales semiconductores de silicio cristalino con un límite de conversión de energía superior del 30%. La energía solar que no se convierte produce radiación térmica que reduce el rendimiento de la célula fotovoltaica. A 1 grado Celsius, la temperatura de la célula fotovoltaica se reduce en un 0,5%. Además, el aumento de la temperatura también acelerará la tasa de envejecimiento de las células fotovoltaicas, y la tasa de envejecimiento se duplicará por cada aumento de 10 grados Celsius.

"Este nivel de reducción de la conversión es muy grave", dijo Aaswath Raman, coautor del estudio. En la industria fotovoltaica, se está utilizando mucho dinero para resolver el problema de conversión. Nuestro método de cubrir células fotovoltaicas con una superficie de vidrio especial puede mejorar efectivamente la eficiencia fotovoltaica.

En el espectro, la luz visible transporta más energía, mientras que la luz infrarroja transporta más calor. Diferentes rayos tienen diferentes longitudes de onda, y diferentes longitudes de onda de luz tienen diferentes refractivas y reflectantes cuando pasan a través de diferentes tipos y formas de superficies. "El cuarzo es transparente a la luz visible, pero puede ajustar la refracción y la reflectividad de algunas longitudes de onda especiales de la luz". Fan Shanhui explicó que este diseño de capa delgada de cuarzo, al reflejar el infrarrojo, no afecta al par de baterías. La absorción de la luz visible no reduce el rendimiento de las células fotovoltaicas, que es una solución casi ideal. Nuestro objetivo es reducir la temperatura de funcionamiento de las células fotovoltaicas y, por lo tanto, aumentar la conversión solar.

Sin embargo, los resultados anteriores se obtuvieron mediante simulación.

Zhu Linxiao y sus colegas están actualmente fabricando estos dispositivos y realizando experimentos de prueba. Su siguiente paso es demostrar el efecto de enfriamiento de las células fotovoltaicas en un entorno exterior. "Creemos que este trabajo resuelve un problema técnico importante de la generación de energía fotovoltaica y optimiza el rendimiento de las células fotovoltaicas. Por lo tanto, tiene un gran potencial comercial". Zhu Linxiao dijo.



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