Полимерные сердечники, перенаправляющие свет от любого источника на солнечные элементы

Инженеры Университета Райс предложили красочное решение для сбора энергии нового поколения: Люминесцентные солнечные концентраторы (LSCs) в ваших окнах.

Во главе с Рафаэлем Вердуско и аспирантом и ведущим автором Йилином Ли из Брауновской инженерной школы Райс, команда спроектировала и построила квадратные "окна", которые соединяют сопряженный полимер между двумя прозрачными акриловыми панелями.

Окна из сопряженного полимера

Этот тонкий средний слой - секретный ингредиент. Он предназначен для поглощения света определенной длины волны и направления его к краям панелей, облицованных солнечными батареями. Сопряженные полимеры - это химические соединения, которые регулируются по определенным химическим или физическим свойствам для различных применений, например, для проводящих пленок или сенсоров для биомедицинских устройств.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Полимерное соединение Лаборатории Райс называется PNV (поли[нафталин-альт-винилен]) и поглощает и излучает красный свет, но регулировка молекулярных ингредиентов должна сделать его способным поглощать свет самых разных цветов. Фокус в том, что, как волновод, он принимает свет с любого направления, но ограничивает его выход, концентрируя его на солнечных батареях, которые преобразовывают его в электричество.

"Мотивом для этого исследования является решение энергетических проблем зданий с помощью интегрированной фотовольтаики", - сказал Ли, который начал проект в рамках конкурса "умное стекло". "В настоящее время солнечные крыши - это основное решение, но необходимо ориентировать их на солнце, чтобы максимизировать их эффективность, и их внешний вид не очень приятен".

"Мы подумали, почему бы нам не сделать цветные, прозрачные или полупрозрачные солнечные коллекторы и не применить их на внешней стороне зданий", - сказал он.

 Илинь Ли признается, что количество генерируемой энергии в испытательных установках команды Райса намного меньше, чем количество, собранное даже средними коммерческими солнечными батареями, которые обычно преобразовывают около 20% солнечного света в электричество.

Но окна LSC никогда не перестают работать. Они с радостью перерабатывают свет изнутри здания в электричество, когда солнце садится. Фактически, испытания показали, что они более эффективны в преобразовании окружающего света от светодиодов, чем от прямого солнечного света, несмотря на то, что солнечный свет был в 100 раз сильнее.

"Даже в помещении, если держать панель в руках, можно увидеть очень сильную фотолюминесценцию по краям", - сказал Ли, демонстрируя. Тестируемые им панели показали эффективность преобразования энергии до 2,9% при прямом солнечном свете и 3,6% при освещении светодиодами окружающей среды.

За последнее десятилетие были разработаны различные типы люминофоров, но редко с использованием сопряженных полимеров, по словам Вердуско.

"Отчасти проблема использования сопряженных полимеров для этого применения заключается в том, что они могут быть нестабильными и быстро разлагаться", - говорит Вердуско, профессор химической и биомолекулярной инженерии, а также материаловедения и наноинженерии. "Но в последние годы мы многому научились в области повышения стабильности сопряженных полимеров, и в будущем мы сможем разрабатывать полимеры как для обеспечения стабильности, так и для получения желаемых оптических свойств".

В лаборатории также было смоделировано возвращение энергии из панелей размером до 120 дюймов. Они сообщили, что эти панели будут обеспечивать несколько меньшее количество энергии, но это все равно будет способствовать удовлетворению потребностей домохозяйства".

Ли отметила, что полимер также может быть настроен на преобразование энергии из инфракрасного и ультрафиолетового света, позволяя этим панелям оставаться прозрачными.

"Полимеры даже могут быть напечатаны на панелях с узорами, чтобы их можно было превратить в художественное произведение", - сказал он. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet