Teadlased on aastaid proovinud suurendada päikeseelementide efektiivsust ning vähendada nende maksumust. Nüüd on neil aga uus idee: kinni püütud valguskiirtele võiks tekitada veidi ,,amneesiat.”
Nanoteadlased Chris Giebink ja Gary Wiederrecht uurisid koostöös teiste teadlastega fluorestseeruvate plastikute kasutamist, tänu millele saaks vähendada päikesepaneelidelt saadava elektri maksumust. Konkreetsemalt võtsid nad vaatluse alla luminestseerivad valguskoondajad(luminescent solar concentrators ehk LSCs), kirjutab Physorg.com.
Eriline klaasitükk, mida nimetatakse luminestseerivaks valguskoondajaks, võib pealelangevat valgust intensiivistada. Rohelised ja oranžid kaared tekivad tänu fluorestsentsile.
,,Et päikeseenergia oleks energiaturul konkurentsivõimeline, tuleb meil saada kas juba praeguseks loodud fotoelementidest rohkem energiat või leida viis panna odavamad fotoelemendid sama energiakogust tootma,” sõnas Giebink.
Olemasolevatest fotoelementidest suurema koguse energia saamise üheks viisiks on päikesevalguse kooondamine, mis viib lõpptulemusena alla ka toodetud energia maksumuse. Praegu huvitab uurijaid küsimus, kuidas kõige paremini võimalikult palju ja võimalikult odavalt valgust kinni püüda. Kuigi üheks lahenduseks on läätsed ja peeglid, siis peavad need olema pidevalt Päikese poole suunatud, nõudes nii kulukat jälgimissüsteemi.
Luminestseerivad valguskooondajad on odavaks alternatiiviks – need ei nõua jälgimissüsteemi, sest need püüavad päikesevalgust ning muudavad selle lainepikkust, selgitas Giebink. ,,Me muudame pidevalt valguse sagedust tänu selle neelamisele ja taaskiirgamisele,” sõnas ta. ,,LSCd käituvad justkui lamedad lehtrit: me püüame neelata võimalikult palju valgust värviga täidetud plastplaadi pinnal ning suunate selle siis uuesti äärte kaudu välja. Kogu protsess on loodud nii, et valguse intensiivsus kasvaks võimalikult palju.”
Selle intensiivistamine potentsiaal võib Giebinki sõnul ületada tuhande ,,Päikse” – ühte kohta langeva valguskiirguse mõõtühik. Selle tegelik rakendamine on senini aga ebaõnnestunud, nii suurt intensiivistumist pole saadud. ,,Peamiseks põhjuseks on see, et valgus kaob plaatides kas taasneeldumise või hajumise tõttu ära – see ongi probleem, mis meil lahendada tuleb,” ütles ta.
Teadlased keskendusid valguse taaskiirgumise ning taasneeldumise muutmise viisile LSC sees, kasutades ära optilist mikroõõnsuste efekti, mis tekib siis, kui struktuuri mõõtmed on valguse lainepikkuse lähedased. Antud juhul kasutasid teadlased mitmeid nanoskaalas õhukesi kilesid, et tekitada resonantsi hälvitav efekt. Selles efektis ei valgus ,,ei tunne ära” keskkonda, millest see kiirati, vähendades drastiliselt taasneeldumist. ,,See on tõepoolest justkui valguse amneesia – kui valgus unustab, kuidas see keskkonda sattus, siis taasneeldub või hajub see väiksema tõenäosusega,” selgitas Wiederrecht.
Kuigi uurijad vaatlesid LSCde käitumist vaid ühedimensionaalselt, usuvad nad siiski, et kahedimensionaalne LSCde analüüs annaks resonantsi hälvitamisel veelgi paremaid tulemusi. ,,Mida parema viisi me selle triki teostamiseks leiame, seda suurema efektiivsuse me saame. Me oleme üldist tööpõhimõtet juba demonstreerinud, nüüd tuleb vaid leida parim värvitihedust või parim viis klaasi paksuse varieerimiseks,” võttis Giebink asja kokku.
Teadusartikkel: “Resonance-shifting to circumvent reabsorption loss in luminescent solar concentrators“
Leave a Reply