在《光子學(xué)與能源》(JPE)雜志上發(fā)表的論文《全息低濃度光學(xué)系統(tǒng)提高常規(guī)太陽(yáng)能電池板的光收集效率》中,其創(chuàng)作者稱(chēng),該集光器由一個(gè)低成本的全息光學(xué)元件(HOE)和一個(gè)擴(kuò)散器構(gòu)成,可以輕松嵌入到傳統(tǒng)的光伏組件中。

在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,光學(xué)元件對(duì)稱(chēng)地放置在太陽(yáng)能板的中心,以增加有效集光區(qū)的長(zhǎng)度。學(xué)者們解釋道:“HOE的左半部分將光線(xiàn)衍射到非活性模塊表面積(IMSA)左側(cè)的光伏電池上,HOE的右半部分將光線(xiàn)衍射到右側(cè)的電池上,此外,該系統(tǒng)中的每個(gè)全息圖都能分離陽(yáng)光的顏色,并將其引導(dǎo)到面板內(nèi)的太陽(yáng)能電池。”

據(jù)研究人員稱(chēng),這種系統(tǒng)配置使從收集器衍射的光超過(guò)了模塊玻璃蓋的臨界角,從而擴(kuò)大了收集并傳輸光到太陽(yáng)能電池的距離。

該集光器在雙軸和單軸跟蹤的光伏系統(tǒng)以及固定的非跟蹤陣列中進(jìn)行了測(cè)試。在模擬中還考慮了由擴(kuò)散器散射的光和由全息圖衍射到光伏電池表面的光的多重相互作用。蓋玻片的厚度被假定為3.2毫米。美國(guó)小組還明確指出,簡(jiǎn)單起見(jiàn),假設(shè)IMSA的分布是均勻的,盡管它在常規(guī)的太陽(yáng)能電池板中不是均勻分布的。

科學(xué)家表示:“對(duì)于一個(gè)具有IMSA為8.25%的模塊的系統(tǒng),在直接照明的情況下,相應(yīng)的年發(fā)電量提高分別為4.5%、4.1%和3.8%。在直接和漫射太陽(yáng)能照明的情況下,相應(yīng)的年發(fā)電量提高分別為4.3%、4.0%和3.6%。”

展望未來(lái),科學(xué)家們打算在具有優(yōu)化厚度和折射率調(diào)制曲線(xiàn)的材料(例如重鉻明膠)中測(cè)試這種收集器。

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