Nanjing Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, standart pencere camına doğrudan kaplanabilen şeffaf, renksiz ve tek yönlü bir güneş yoğunlaştırıcı geliştirdi. Mikron altı yanal periyodikliğe sahip kolesterik sıvı kristal (CLC) çok katmanları kullanan bu kırınım tipi güneş yoğunlaştırıcı (CUSC), güneş ışığını fotovoltaik hücrelerin kurulu olduğu pencerenin kenarına seçici olarak yönlendiriyor.
Şeffaf pencereler güneş enerjisi üretiminde kullanılıyor
Genellikle görsel bozulma, düşük verimlilik ve zayıf ölçeklenebilirlik sorunları yaşayan geleneksel lüminesan veya saçılma tabanlı yoğunlaştırıcıların aksine, yeni CUSC, netlikten ödün vermeden geniş bant polarizasyon seçici kırınım ve dalga kılavuzu sağlıyor. Cihaz, yüksek ortalama görünür geçirgenlik (%64,2) ve renksel geriverim indeksi (91,3) sağlayarak, pencerenin görünümünü değiştirmeden temiz enerji üretimine olanak tanıyor.
Deneyler, 2,5 cm çapındaki bir prototipin güneş ışığı altında 10 mW’lık bir fanı doğrudan çalıştırabileceğini göstermiştir. Modelleme, tipik 2 metre genişliğindeki bir CUSC penceresinin güneş ışığını 50 kat yoğunlaştırabileceğini ve böylece gereken fotovoltaik hücre sayısını %75’e kadar önemli ölçüde azaltabileceğini göstermektedir. Sistem, gelişmiş güç dönüşümü için galyum arsenit gibi yüksek performanslı PV hücreleriyle entegrasyonu desteklemektedir.
Çok katmanlı CLC filmler, foto hizalama ve polimerizasyon teknikleriyle üretilir ve rulodan ruloya üretimle ölçeklenebilir. Tasarım, uzun süreli maruziyete karşı stabil kalır ve sürdürülebilir kentsel iyileştirmeler için mevcut pencerelere sonradan takılabilir.
Profesör Wei Hu: “CUSC tasarımı, estetikten ödün vermeden güneş enerjisi teknolojisini inşa edilmiş çevreye entegre etmede ileriye doğru atılmış bir adımdır. Karbon azaltımı ve enerji öz yeterliliği için pratik ve ölçeklenebilir bir stratejiyi temsil ediyor” dedi.
Gelecekteki çalışmalar, geniş bant verimliliğinin artırılması, polarizasyon kontrolü ve teknolojinin tarımsal seralar ve şeffaf güneş panelleri için uyarlanması üzerine odaklanacaktır. Vizyonları: Pasif camı dünya çapında aktif, enerji üreten yüzeylere dönüştürmek.