Tryck "Enter" för att gå vidare till kommentarer

Pyramidlinser fångar ljus från alla vinklar för att öka solcellseffektiviteten

Solceller är en allt viktigare källa till förnybar energi, men det finns fortfarande utrymme för förbättringar. Stanfords ingenjörer har nu utvecklat en pyramidformad lins som kan fokusera solljus från vilken vinkel som helst på en solcell och hålla den samlar kraft från soluppgång till solnedgång.

Solceller fungerar bäst i direkt solljus, vilket innebär att många av dem kanske bara har några bra timmars energigenerering per dag. Andra maximerar sin arbetstid genom att aktivt röra sig för att följa solen över himlen, men det förbrukar energi och tillför mekanisk komplexitet.

För den nya studien bestämde sig Stanford-teamet för att utveckla en passiv teknik som kan samla in solljus som träffar det från vilken vinkel som helst och koncentrera det mot solcellen under. Slutresultatet är en rad inverterade pyramidformade strukturer som teamet kallar Axially Graded Index Lenses (AGILE), som skulle bilda ett lager som ersätter den skyddande ovansidan av en solcell.

I tester kunde AGILE-prototyperna fånga mer än 90 procent av ljuset som träffade dess yta och fokusera det så att det är tre gånger ljusare när det når solcellen. Teamet säger att det här systemet kan förbättra effektiviteten hos solceller genom att låta dem samla in indirekt solljus, samt öka deras produktion i mindre än idealiska väder och förhållanden.

AGILE låter enkelt nog, men tekniken bakom är ganska komplicerad. Varje liten pyramid består av en stapel av olika glas och polymerer med olika brytningsindex – i huvudsak böjer varje lager det inkommande ljuset i olika grad. Det översta lagret har ett lågt brytningsindex för att låta ljuset komma in från vilken vinkel som helst, men varje steg ner böjer det lite mer, tills det fokuserar på solcellen nedanför. Sidorna är spegelvända för att studsa något egensinnigt ljus tillbaka dit det behöver gå.

Dessa flera material tillåter också enheten att fånga ett brett spektrum av ljus, från nästan ultraviolett till infrarött. Teamet var också tvungen att se till att materialen fungerade bra tillsammans – till exempel att de expanderar i värme med liknande hastigheter för att inte spricka enheten. Även med hjälp av flera material visade teamet att AGILE kan 3D-utskrivas.

Teamet säger att det nya systemet kan hjälpa till att utöka de platser där solenergi kan användas, vilket minskar både kostnaden och den mark som behövs. AGILE skulle till och med kunna förbättra solceller för rymdfarkoster.

Forskningen publicerades i tidskriften Microsystems & Nanoengineering.

Var den första att kommentera

Leave a Reply

%d bloggers like this: