Люмінесцентні сонячні концентратори (LSC) зазвичай використовуються як фотонні пристрої при виробництві тонких хімікатів у фотомікрореакторах, в динамічних «розумних» вікнах для управління світлом, що проникає в приміщення. Також для розподілу світла з налаштованим кольором для поліпшення росту рослин у теплицях. LSC складаються з люмінесцентних матеріалів, відомих як люмінофори, які є групами молекул, що випромінюють світло при освітленні. Їх можна використовувати для підвищення ефективності сонячних батарей.
Вчені з Політехнічного університету Мохаммеда VI у Марокко запропонували використовувати люмінесцентні сонячні концентратори у теплицях та агроелектричних установках.
Матеріали можуть бути нанесені на поверхню полімерної або скляної пластини, або ж використані як легуюча домішка до полімерної або скляної пластини, що діє як світловод. Вони можуть вловлювати пряме і непряме сонячне світло на одній довжині хвилі і повторно випромінювати його на довшій хвилі. Стосовно PV люмінофори здатні вловлювати фотони високої енергії, які фотоелектричні панелі не можуть поглинути,
і перевипромінювати їх у вигляді фотонів.
«Порівняно зі звичайними кремнієвими сонячними елементами, LSC більш прозорі, це означає, що світло необхідне для сільськогосподарських культур, може розсіюватися через них», — каже дослідник Омар Мудам. «Ці пристрої здатні перетворювати УФ на видиме світло, яке можна використовувати для вирощування сільськогосподарських культур, а розсіяне світло можна налаштовувати для різних кольорів, таких як червоний і синій, які сприяють росту рослин. Виробляють електрику навіть при слабому освітлення. Вони не важкі та легко встановлюються у теплицях. Можуть працювати при яскравому сонячному світлі або в тіні, і їх не потрібно налаштовувати. Їх можна виготовляти за допомогою простих виробничих процесів з дешевих матеріалів».
Мудам та його колеги заявили, що поточні наукові дослідження спрямовані на розробку та виробництво LSC комплексів рідкісноземельних елементів, а не на звичайні органічні барвники, оскільки ці сполуки мають гарну фотостабільність, високий коефіцієнт поглинання, ефективний квантовий вихід і менші втрати на реабсорбцію.
LSC можуть досягати значень, близьких до 300 нм, з точки зору стоксового зсуву, який являє собою спектральний зсув у бік нижчої енергії між світлом яке падає, і розсіяним або випромінюваним світлом після взаємодії зі зразком.
«Покращені досягнення флуоресцентної квантової ефективності LSC на основі рідкісноземельних комплексів вимагає глибшого розуміння їхньої молекулярної структури та розширеного поглинання до максимальної довжини хвилі видимого спектру», — каже дослідник. «Високоефективні флуорофори з чудовим поглинанням в діапазоні довжини хвиль від 430 до 780 нм все ще потребують розробки та вдосконалення».
Дослідницька група представила свої висновки у статті "Нещодавній прогрес в органічних люмінесцентних сонячних концентраторах для агроенергетики: можливості рідкісноземельних комплексів", яка була нещодавно опублікована в журналі Solar Energy.
Нещодавнє дослідження Технологічного університету Ейндховена надало серію протоколів вимірювань для оцінки продуктивності LSC з метою допомогти цій технології досягти комерційної зрілості. Дослідження показує, що ця технологія може бути інтегрована з готовими фотоелектричними модулями без необхідності зміни їх електронної структури.
Джерело: pv-magazine.com
