Holendersko-australijski zespół badawczy opracował urządzenie z luminescencyjnym koncentratorem słonecznym (LSC) o pojemności 1 cm3, wyposażone w dwufazowe krzemowe ogniwa fotowoltaiczne o wydajności 20%, które można stosować i montować w różne konfiguracje mozaikowe.

Te mozaikowe urządzenia fotowoltaiczne LSC mogą być wykorzystywane do wszechobecności energii słonecznej w środowiskach miejskich, co wymaga wytwarzania atrakcyjnych wizualnie urządzeń, które mogą działać w trudnych warunkach oświetleniowych w miastach.

Dlatego opracowując to kolorowe i atrakcyjne wizualnie mozaikowe urządzenie fotowoltaiczne LSC, można przyspieszyć ogólną akceptację energii słonecznej w środowisku zabudowanym, nawet przy nieefektywnych urządzeniach. Proponowane urządzenie fotowoltaiczne LSC obsługuje kolorowe powierzchnie, przezroczystość i oferuje stopnie swobody, oferując wiele możliwości projektowania w celu zwiększenia ogólnej funkcjonalności i doświadczenia fotowoltaiki w produktach konsumenckich, środowiskach zabudowanych i transporcie.
LSC są powszechnie używane jako urządzenia fotoniczne do produkcji chemikaliów wysokowartościowych w fotomikroreaktorach, do kontrolowania wnikania światła do przestrzeni w dynamicznych „inteligentnych” oknach oraz do rozprowadzania światła o dostrojonych barwach w celu promowania wzrostu roślin w szklarniach. Można je również wykorzystać do zwiększenia wydajności paneli słonecznych. LSC składają się z materiałów luminescencyjnych, znanych również jako luminofory, które są grupami cząsteczek emitujących światło po oświetleniu.
Materiały te można powlekać na powierzchni arkusza polimerowego lub szklanego lub stosować jako domieszkę do arkusza polimerowego lub szklanego, działając jako światłowód, który wychwytuje jedną długość fali bezpośredniego i pośredniego światła słonecznego i ponownie emituje je przy określonej długości fali. dłuższe fale. W przypadku zastosowania w fotowoltaice luminofory są w stanie wychwytywać fotony o wysokiej energii, których panele fotowoltaiczne nie mogą wchłonąć i ponownie emitować jako fotony.
Naukowcy umieścili dwufazowe ogniwa słoneczne między poszczególnymi elementami LSC i stworzyli wzór elementów mozaiki sześciennej LSC. Mówią, że ta konstrukcja zwiększa dostępną górną powierzchnię ogniwa słonecznego na jednostkę powierzchni apertury, a zatem może poprawić wydajność konwersji energii całego urządzenia fotowoltaicznego LSC.
W urządzeniu LSC wykorzystali tradycyjne materiały, takie jak polimetakrylan metylu (PMMA) domieszkowany komercyjnymi barwnikami organicznymi i związkami kumaryny (Cou). Naukowcy wykorzystali klej optyczny o dopasowanym indeksie, aby przymocować dwustronne ogniwa do krawędzi światłowodu, a jednostronne ogniwa PV c-Si z tyłu sześcianu światłowodu. Do obudowy akumulatora zastosowano materiał poliolefinowy (PO).
W standardowych warunkach oświetleniowych zespół odkrył, że luminofory były w stanie pochłaniać prawie wszystkie fotony o wysokiej energii i emitować fotony o większej długości fali, które lepiej pasowały do ​​odpowiedzi widmowej krzemowych ogniw słonecznych. Przetestowali również kilka mini-mozaik, aby określić wydajność macierzy LSC.
Naukowcy twierdzą, że komercyjna produkcja proponowanego urządzenia może rozpocząć się po dalszej poprawie jego wydajności.