利用半球形外壳的光来改进光伏发电
发布时间：2024-02-17 06:00:04 阅读数： 157
一种用于光伏应用的半球形壳形有机活性层，提高能源效率和角度覆盖;(左下)电场范数的空间分布。信贷:d·哈,doi jpe.14.018501 10.1117/1.。【【# #】】在追求可持续能源解决方案的过程中，寻求更高效的太阳能电池是至关重要的。由于其灵活性和成本效益，有机光伏电池已经成为传统硅基电池的有前途的替代品。然而，优化其性能仍然是一个重大挑战。
在一项开创性的研究中，来自Abdullah g l大学(t rkiye)的新研究重新构想了有机光伏电池的结构，选择了一个半球形的外壳形状，以释放光吸收和角度覆盖方面前所未有的潜力。据《能源光子学杂志》报道，这种创新的结构旨在最大化光吸收和角度覆盖，有望重新定义可再生能源技术的景观。这项研究提出了先进的计算分析和比较基准，以突出这种新设计的卓越能力。
在这项研究中，Abdullah g大学的Dooyoung Hah教授探测了半球形壳状活性层内的吸收光谱，通过一种称为三维有限元分析(FEA)的计算技术，详细研究了光如何与细胞结构和材料相互作用。
有限元分析可以帮助解决复杂的工程问题，将结构分成更小，更易于管理的部分，称为有限元，允许模拟和分析整个结构在各种条件下的行为，如不同的光波长和入射角。报告的有限元分析结果是显著的。当受到横向电(TE)偏振光照射时，与平面结构器件相比，半球形外壳结构的光吸收增加了66%。同样，对于横磁偏振光，观察到显著的36%的改善。
与先前报道的半圆柱形壳体设计相比，半球形壳体结构成为一个明显的领跑者。TE偏振的光吸收率提高了13%，TM偏振的光吸收率提高了21%。
璀璨未来:照亮多元应用
除了具有出色的吸收能力外，半球形外壳结构还提供了扩展的角度覆盖范围，TE偏振可达81度，TM偏振可达82度。这种适应性对于需要灵活光捕获的应用(如可穿戴电子产品)尤其有利。
Hah说:“随着吸收和全向性特性的改善，所提出的半壳状有源层将在有机太阳能电池的各种应用领域中被发现是有益的，例如生物医学设备，以及发电窗口和温室，物联网等应用。”
半球形外壳形状标志着有机太阳能电池设计的重大飞跃。通过利用有限元分析和创新结构工程的力量，报告的研究有助于照亮由可再生能源驱动的更光明，更可持续的未来。
