Спецтемы

Окна с покрытием из кремниевых наночастиц могут эффективно собирать солнечную энергию

Люминесцентный солнечный концентратор
Автор: Сергей Кузнецов

Исследователи из США и Италии создали окна, которые могут эффективно собирать солнечную энергию благодаря высокотехнологичным кремниевым наночастицам.

Исследователи разработали технологию для размещения кремниевых наночастиц на том, что они называют «эффективными люминесцентными солнечными концентраторами» (LSCs). Эти LSCs являются ключевым элементом окна, которое может эффективно собирать солнечную энергию. Когда свет проходит через поверхность концентратора, его полезные частоты оказываются в «ловушке» внутри и концентрируются на краях, где небольшие солнечные батареи собирают энергию.

Исследование опубликовано в Nature photonics.

Окна, способные собирать солнечную энергию, называются «фотоэлектрическими» и являются следующим рубежом в области технологий возобновляемой энергии, так как они способны в значительной степени увеличить площадь зданий, пригодную для производства энергии без ущерба для эстетики - важный аспект, особенно в мегаполисах. LSCs на основе фотоэлектрических окон не требуют ничего наносить на их поверхность, а фотоэлектрические ячейки скрыты в оконной раме и присутствуют незримо в архитектурной среде.

Идея концентраторов солнечной энергии и солнечных батарей, интегрированных в конструкцию здания, витала вокруг в течение десятилетий, но на этот раз впервые были использованы кремниевые наночастицы, в отличие от наноструктур на основе потенциально токсичных элементов, таких как кадмий или свинец, или редких веществ, таких как индий. Кремний находится в изобилии в окружающей среде и нетоксичен. Он также работает более эффективно за счет поглощения света на различных длинах волн, чем излучает. Однако кремний в обычной форме не излучает свет и не люминесцирует.

Уменьшив размер кристаллов кремния до нескольких нанометров, то есть около десятитысячных долей диаметра человеческого волоса, ученые изменили свойства кремния и сделали эффективным источником света, с важным свойством не поглощать его собственную люминесценцию. Это ключевая особенность, которая делает кремниевые наночастицы идеально подходящими.

Кремниевые наночастицы производятся в высокотехнологичном процессе с использованием плазменного реактора. Каждая частица состоит из менее, чем двух тысяч атомов кремния. Затем порошок превращают в чернила, а после либо внедряют в полимер, либо формируют лист гибкого пластика или тонкой пленки для покрытия поверхности.

Исследователи сообщают, что оптические свойства кремниевых наночастиц и их почти идеальная совместимость с производственным процессом при производстве полимерных LSCs, создает путь для эффективных фотоэлектрических окон, которые могут поглощать более чем 5% энергии солнца практически бесплатно.

23:46:17 - 54.159.66.70 - CCBot/2.0 (http://commoncrawl.org/faq/) - http://ftimes.ru/tech/108592-okna-s-pokrytiem-iz-kremnievyx-nanochastic-mogut-effektivno-sobirat-solnechnuyu-energiyu.html


Прокомментировать








Выбор читателей



Это интересно