Jendela Pandu Gelombang Surya Bercahaya Menghasilkan Energi Dari Dalam dan Dari Luar

Insinyur Universitas Rice telah merancang dan membangun jendela yang mengarahkan sinar matahari atau pencahayaan dari dalam ke sel surya berpita tepi. Lapisan tengah adalah polimer terkonjugasi yang berfungsi sebagai pemandu gelombang. Kredit: Universitas Yilin Li / Rice

Insinyur padi mengembangkan inti polimer yang mengarahkan cahaya dari sumber mana pun ke sel surya.

Insinyur di Universitas Rice telah menyarankan solusi warna-warni untuk pengumpulan energi generasi berikutnya: konsentrator surya berpendar (LSC) di jendela Anda.

Dipimpin oleh Rafael Verduzco dan peneliti pascadoktoral dan penulis utama Yilin Li dari Sekolah Teknik Beras Beras, tim merancang dan membangun “jendela” persegi yang menempatkan polimer yang terikat di antara dua panel akrilik bening.

Lapisan tengah tipis itu adalah saus rahasia. Ini dirancang untuk menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu dan mengarahkannya ke tepi panel berlapis sel surya. Polimer terkonjugasi adalah senyawa kimia yang dapat disetel dengan sifat kimia atau fisik tertentu untuk berbagai aplikasi, seperti film konduktif atau sensor untuk perangkat biomedis.

Senyawa polimer di lab Rice disebut PNV (untuk poli[naphthalene-alt-vinylene]) dan menyerap serta memancarkan cahaya merah, namun penambahan bahan molekuler harus membuatnya mampu menyerap cahaya dalam berbagai warna. Triknya adalah, sebagai pemandu gelombang, ia menerima cahaya dari segala arah, tetapi membatasi cara meninggalkannya, memusatkannya pada sel surya yang mengubahnya menjadi listrik.

Jendela Rumah Sel Surya Edge-Band

Sebuah konsep untuk rumah yang menggunakan kaca patri yang dirancang oleh para insinyur Universitas Rice untuk mengarahkan cahaya dari dalam dan luar ke sel surya berpita tepi. Kredit: Universitas Yilin Li / Rice

“Motivasi dari penelitian ini adalah untuk memecahkan masalah energi untuk bangunan melalui fotovoltaik terintegrasi,” kata Li, yang memprakarsai proyek tersebut sebagai bagian dari kompetisi “kaca pintar”. “Sekarang, atap surya adalah solusi utama, tapi kita perlu mengarahkan diri kita ke matahari untuk memaksimalkan efisiensinya, dan penampilannya tidak terlalu menyenangkan.

“Kami berpikir, mengapa kami tidak dapat membuat kolektor surya yang berwarna-warni, transparan, atau tembus cahaya dan mengaplikasikannya ke bagian luar bangunan?” dia berkata.

Studi tersebut muncul di jurnal Polimer Internasional.

Tentu saja, jumlah jus yang dihasilkan oleh unit uji tim Rice jauh lebih sedikit daripada yang dikumpulkan bahkan oleh sel surya komersial rata-rata, yang biasanya mengubah sekitar 20% matahari menjadi listrik.

Yilin Li

Peneliti pascadoktoral Universitas Rice, Beras, Yilin Li, menunjukkan kaca terang dengan pusat polimer terkonjugasi yang berfungsi sebagai pemandu gelombang, mengirimkan frekuensi cahaya tertentu ke arah tepi, di mana ia dapat diserap oleh sel surya. Kredit: Universitas Yilin Li / Rice

Tapi jendela LSC tidak pernah berhenti bekerja. Mereka dengan senang hati mendaur ulang cahaya dari dalam gedung menjadi listrik saat matahari terbenam. Faktanya, pengujian telah menunjukkan bahwa mereka lebih efisien dalam mengubah cahaya sekitar dari LED daripada pada sinar matahari langsung, bahkan jika sinar matahari 100 kali lebih kuat.

“Bahkan di rumah, jika Anda memegang panel, Anda dapat melihat fotoluminesensi yang sangat kuat di pantai,” kata Li sambil menunjuk. Panel yang diuji menunjukkan efisiensi konversi daya hingga 2,9% di bawah sinar matahari langsung dan 3,6% di lampu LED ambient.

Beberapa jenis fosfor telah dikembangkan dalam dekade terakhir, tetapi jarang dengan polimer terkonjugasi, menurut Verduzco.

“Bagian dari masalah dengan menggunakan polimer terkonjugasi untuk aplikasi ini adalah bahwa mereka dapat menjadi tidak stabil dan terdegradasi dengan cepat,” kata Verduzco, profesor teknik kimia dan biomolekuler serta ilmu material dan rekayasa nano. “Tapi kami telah belajar banyak tentang meningkatkan stabilitas polimer terkonjugasi dalam beberapa tahun terakhir, dan di masa depan, kami dapat merekayasa polimer untuk stabilitas dan untuk sifat optik yang diinginkan.”

Laboratorium juga mensimulasikan kembalinya energi dari panel yang lebih besar dari 120 inci persegi. Mereka menunjukkan bahwa panel ini memberikan sedikit energi, tetapi tetap akan berkontribusi pada kebutuhan keluarga.

Dia mencatat bahwa polimer juga dapat disetel untuk mengubah energi dari sinar infra merah dan ultraviolet, memungkinkan panel tersebut tetap transparan.

“Polimer juga bisa dicetak menjadi pola pada panel, sehingga bisa disulap menjadi karya seni,” ujarnya.

Referensi: “Konsentrator diffuser luminescent solar hibrid berdasarkan polimer gabungan luminescent” oleh Yilin Li, Yujian Sun, Yongcao Zhang, Yuxin Li dan Rafael Verduzco, 13 Januari 2021, Polimer Internasional.
DOI: 10.1002 / pi.6189

Penulis bersama adalah Universitas Washington mantan Yujian Sun; Yongcao Zhang, asisten pascasarjana di Universitas Houston, dan Yuxin Li, asisten pascasarjana di Universitas Cincinnati.

Solera City Energy mendukung penelitian tersebut.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Penerima Quantum-Enhanced Canggih Meningkatkan Komunikasi Serat Optik

Ilustrasi yang menunjukkan bagaimana pendeteksian foton yang unik digunakan untuk umpan balik. Setelah parameter yang benar untuk balok referensi telah ditetapkan, status input...

Video yang ditingkatkan menunjukkan debu selama penerbangan helikopter cerdas NASA ke Mars

Per Laboratorium Propulsi Jet 21 April 2021 https://www.youtube.com/watch?v=2aADYG4KaKc NASAHelikopter Ingenuity dapat dilihat di sini lepas landas, meluncur, dan kemudian mendarat di permukaan Mars pada 19 April 2021....

Terkadang menggunakan gelombang ultrasonik untuk membuat pola yang tidak berulang

Pola dua dimensi kuasiperiodik. Kredit: Atas kebaikan Fernando Guevara Vasquez Proses menghasilkan pola kuis dapat menghasilkan materi yang dapat disesuaikan. Matematikawan dan insinyur di Universitas...

Tinta Polimer Konduktif Baru Membuka Jalan bagi Barang Elektronik Cetak Generasi Berikutnya

Para peneliti di Universitas Linköping di Swedia telah mengembangkan pewarna polimer yang stabil dengan konduktivitas tinggi. Material tipe-n baru hadir dalam bentuk tinta...

Gorila Gunung Dapat Menggunakan Irama Dada Untuk Membesarkan Diri

Payudara pria berdebar kencang. Pendanaan: Jordi Galbany / Dian Fossey Gorilla Fund Memukul dada dengan gorila gunung - dengan cepat mengetuk dada dengan tangan...

Newsletter

Subscribe to stay updated.