オランダとオーストラリアの研究チームは、さまざまなモザイク構成に使用して組み立てることができる、効率 20% の両面シリコン太陽電池を搭載した 1 cm3 発光太陽集光器 (LSC) デバイスを開発しました。

これらのモザイク LSC 太陽光発電デバイスを使用して、都市環境で太陽エネルギーを遍在させることができます。これには、都市の困難な照明条件下で機能できる視覚的に魅力的なデバイスの製造が必要です。

したがって、このカラフルで視覚的に魅力的なモザイク LSC 光起電力デバイスを開発することにより、非効率的なデバイスであっても、構築された環境での太陽エネルギーの一般的な受け入れを促進できます。提案された LSC 太陽光発電デバイスは、着色された表面、透明性をサポートし、自由度を提供し、消費者製品、構築環境、および輸送における太陽光発電の全体的な機能と体験を向上させる多くの設計機会を提供します。
LSC は、フォトマイクロリアクターでのファインケミカルの製造、動的な「スマート」ウィンドウの空間への光の入射の制御、および温室での植物の成長を促進するための色調整された光の分配のためのフォトニック デバイスとして一般的に使用されます。また、ソーラーパネルの効率を高めるためにも使用できます。LSC は、光を当てると発光する分子のグループである、発光団としても知られる発光材料で構成されています。
これらの材料は、ポリマーまたはガラスシートの表面にコーティングしたり、ポリマーまたはガラスシートのドーパントとして使用したりして、直射日光と間接太陽光の 1 つの波長を捕捉し、特定の波長で再放出するライトガイドとして機能します。より長い波長。太陽光発電に適用された場合、発光団は、太陽光発電パネルが吸収できない高エネルギーの光子を捕捉し、それらを光子として再放出することができます。
科学者たちは、個々の LSC 要素の間に両面太陽電池を挿入し、立方体モザイク LSC 要素のパターンを作成しました。彼らは、この設計により、単位開口面積あたりの太陽電池の利用可能な上面面積が増加し、したがって、LSC光起電力デバイス全体の電力変換効率を改善できると述べています。
LSC デバイスには、市販の有機色素やクマリン (Cou) 化合物をドープしたポリメチル メタクリレート (PMMA) などの従来の材料を使用しました。研究者は、屈折率が一致した光学接着剤を使用して、両面セルをライトガイドの端に取り付け、片面 c-Si PV セルをライトガイド キューブの裏側に取り付けました。ポリオレフィン (PO) 材料を使用してバッテリーをカプセル化します。
標準的な照明条件下では、チームは、発光団がほぼすべての高エネルギー光子を吸収し、シリコン太陽電池のスペクトル応答によりよく一致するより長い波長の光子を放出できることを発見しました。また、LSC アレイの性能を判断するために、いくつかのミニモザイクをテストしました。
研究者は、提案されたデバイスの商業生産は、その効率がさらに改善された後に開始される可能性があると述べています。