fa دفتر اصفهان : ۳۲۳۷۲۵۵۰-۰۳۱ دفتر تهران : ۶۶۰۸۳۰۷۹-۰۲۱ ۸:۰۰-۱۸:۰۰
0
تعداد: 0
مجموع: تومان۰
نمایش سبد خریدتسویه حساب
fa دفتر اصفهان : ۳۲۳۷۲۵۵۰-۰۳۱ دفتر تهران : ۶۶۰۸۳۰۷۹-۰۲۱ ۸:۰۰-۱۸:۰۰
مشاوره مهندسی
کارشناسان مجرب
انتخاب صحیح
بالاترین کیفیت
خرید مطمئن
رضایت مشتری
ورودعضویت
0
تعداد: 0
مجموع: تومان۰
نمایش سبد خریدتسویه حساب

بال پروانه ها و سلول های فتوولتائیک خورشیدی

برای بهره بری سلول های فتوولتائیک خورشیدی از بال های پروانه ها الهام میگیرند

 

ساختار نانو بال های پروانه سیاه میتواند کلید بالابردن بهره بری نوعی تکنولوژی فتوولتائیک کم هزینه تر باشد.

برای بهره بری سلول های خورشیدی از بال های پروانه ها الهام میگیرند

محققان در موسسه تکنولوژی کارلسروح (Karlsruhe) در آلمان در حال کار بر بهبود بهره بری از سلول های فیلم نازک خورشیدی هستند، تکنولوژی که نوید بخش هزینه های نصب فتوولتائیک کمتر است. این تحقیق از پروانه گل رز – فیچلیوپتا آریستولوکی (Pachliopta aristolochiae)- که در هند و آسیای جنوب شرقی بسیار یافت می شود، الهام گرفته شده است. این پروانه بال های سیاه رنگ تیره ای دارد، که نشان می دهد در جذب نور نسبت به انعکاس آن بسیار کارآمدتر هستند.

فیلم های نازکِ سلول های خورشیدی، لایه جذب نوری ای ۱۰۰۰ برابر نازک تر از سلول های کریستال دارند، که آنها را به دلیل استفاده از مواد خام کمتر بسیار ارزان تر می کند. با این وجود، به خاطر این که آنها تمایل به جذب نور کمتری دارند در حال حاضر نسبت به تکنولوژی کریستال بهره بری کمتری دارند، و فقط برای کاربردهایی مورد استفاده قرار میگیرند که برق کمتری نیاز است، مانند وسایل الکترونیکی کوچک. بهبود جذب نور بیشتر، نوید بخش افزایش بهره بری آنهاست، که به آنها پتانسیل استفاده در کاربردهای دیگری مانند استفاده بر پشت بام ها را میدهد.

thin-film-solar-cells-nanoholes-butterfly-wings

الگوی چاله های موجود بر بال پروانه سیاه، مناسب برای جذب حداکثری نور خورشید

دکتر هندیک هوشر (Dr Hendrik Hölscher) از موسسه تکنولوژی های ساختار میکرو (IMT) کیت (KIT) می گوید: ” پروانه ای که توسط ما مورد مطالعه قرار گرفت بسیار مشکی تیره می باشد”

“این نشان می دهد که برای مدیریت حرارت مطلوب به خوبی نورخورشید را جذب می کنند. حتی مجذوب کننده تر از ظاهر آن، مکانیزم هایی هستند که برای رسیدن به حداکثر جذب به آن کمک می کند. بنابراین پتانسیل بهینه سازی در هنگام انتقال این ساختار به سلول های فتوولتائیک (PV) بسیار بیشتر از حد انتظار پیدا شد.”

هوشر و سیدیک (Siddique) متوجه شدند که خواص جذب کننده نور بال ها از الگوی چاله های کوچک شکل گرفته است. با استفاده از یک اسکن میکروسکوپ الکترونی آنها مشخص کردند که این چاله ها ۱۳۳ تا ۳۴۳ نانومتر در قطر هستند و در یک الگوی بی نظم توزیع شده اند. سپس آنها از یک شبیه ساز کامپیوتری برای مشخص کردن اثر الگوهای مختلف اندازه چاله های آنها و نحوه توزیعشان، استفاده کرده اند. شاید جای تعجب نیست، توزیع بی نظمی محل حفره ها و قطر آنها،  بیشترین بهره بری، تولید بیشترین نرخ جذب پایدار بر طیف کاملی در زوایای برخورد مختلفی، با توجه به قرارگرفتن نانوچاله ها یک اندازه در فواصل منظم را نشان داده اند.

شبیه سازی بال پروانه سیاه بر روی سلول های فتوولتائیک

همان طور که محققان در مجله پیشرفت های علمی (Science Advances) گزارش داده اند، قدم بعدی سنتز کردن فیلم های سلیکونی مشابه با الگوی توزیع نانو چاله ها و تشخصی اثر آنها در جذب نور در سلول های فتوولتائیک می باشد. در مقایسه با سطوح صاف، سطح بال پروانه ها ۹۷ درصد نرخ افزایش جذب برای نورهای عمودی نشان داده اند. مقدار نرخ جذب به صورت پیوسته با کاهش زاویه برخورد نور افزایش می یابد و این مقدار به ۲۰۷ درصد برای یک زاویه ۵۰ درجه می باشد.

هوشر می گوید: ” این تحت شرایط اروپایی ها به طور خاص قابل توجه است. بارها، ما نور پراکنده ای داریم که به سختی بر سلول های خورشیدی در یک زاویه عمودی قرار میگیرد.”

محققان می گویند; پژوهش انجام شده روی سلول های سیلسیومی نتیجه ای مثبت داشته است؛ با این وجود آنها ادعا می کنند که توسعه این ساختار روی انواع دیگر سلول های خورشیدی نیز نتیجه ای مشابه خواهد داشت اما این بدان معنی نیست که راندمان این سل های خورشیدی به میزان مشابهی افزایش یابد زیرا اجزای دیگری نیر در آن موثر است.

منبع:

وبسایت های THE ENGINEER

و Science Advances mag

مقالات مرتبط

سید محمد حجازی
درباره نویسنده

مهندس مکانیک و هوافضا هستم و علاقه مند به تحقیق، مطالعه و نگارش علوم جدید در حوزه مکانیک می باشم. از جمله تخصص های من شامل ارتعاشات و عیب یابی، مهندسی معکوس و مونتاژ و استانداردهای نظامی است. شناخت صحیحی از قطعات استاندارد مورد استفاده در صنعت مکانیک دارم و تسلط به زبان انگلیسی کمک شایانی در پیشبرد اهداف بازرگانی داشته است..... مشاوره تلگرامی: samohe@

یک دیدگاه بگذارید

+ 70 = 73