Установщикам приходится скрупулезно рассчитывать оптимальный угол установки панелей, чтобы они хорошо работали в утренние и вечерние часы, а не только в полдень. И все равно любое положение будет лишь вынужденным компромиссом.
Солнечная батарея с «гусиной кожей» улавливает свет под любым углом, открыли ученые
Исследователи из Китая смоделировали солнечную ячейку с поверхностью, покрытой миниатюрными полусферами. Расчеты показали, что она поглощает более 95% солнечного света, даже если он падает по косой линии под углом до 50°.
Иллюстративное изображение. Created by techinsider.ru using the Alice AI web app.
Эффективность солнечных батарей сильно зависит от того, насколько сильно они наклонены по отношению к Солнцу.
Решение проблемы нашла исследовательская группа из сотрудников Цзилиньского педагогического университета и Китайской академии наук. Их работе посвящена статья в издании Solar Energy.
Ученые создали перовскитный прототип, представляющий собой множество небольших полусфер. На такой поверхности всегда есть участки, перпендикулярные падающему свету, а ее элементы рассеивают падающий свет в нескольких направлениях, передавая его на другие участки. Это усиливает поглощение и способствует более равномерной генерации тока.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
«Перовскитные солнечные элементы — это перспективный кандидат для фотоэлектрических технологий следующего поколения, поскольку они обеспечивают высокую эффективность преобразования энергии и низкую стоимость производства, — пишут исследователи. — Однако на практике выработка энергии планарными (плоскими) перовскитными элементами серьезно снижается из-за оптических потерь при изменяющихся углах падения солнечных лучей».
Чем сложнее форма, тем выше отдача энергии
Чтобы оценить эффект от текстурированной поверхности, исследователи в симуляции сравнили пять архитектур: планарную, нанопроволочную, гладкую полусферическую, закругленно-коническую и комбинированную полусферическую структуру, покрытую закругленно-коническими формами.
В диапазоне углов падения от 0° до 50° элемент с текстурированной закругленно-конической поверхностью достиг самой высокой средней плотности тока — 25,47 мА/см² по сравнению с 24,03 мА/см² для гладкого полусферического элемента и 22,52 мА/см² для планарного прибора.
«Данная конструкция эффективно устраняет зависимость характеристик прибора от угла падения света», — делают вывод авторы исследования.
Загружаем