قام فريق بحث هولندي أسترالي بتطوير جهاز تركيز شمسي مضيء 1 سم 3 (LSC) مزود بخلايا ضوئية من السيليكون ثنائية الوجه ذات كفاءة عالية يمكن استخدامها وتجميعها في مجموعة متنوعة من تكوينات الفسيفساء.

يمكن استخدام هذه الأجهزة الكهروضوئية LSC الفسيفسائية لجعل الطاقة الشمسية موجودة في كل مكان في البيئات الحضرية ، الأمر الذي يتطلب تصنيع أجهزة جذابة بصريًا يمكن أن تعمل في ظل ظروف الإضاءة الصعبة في المدن.

لذلك ، من خلال تطوير هذا الجهاز الكهروضوئي LSC الفسيفسائي الملون والجذاب بصريًا ، يمكن للمرء تسريع القبول العام للطاقة الشمسية في البيئة المبنية حتى مع وجود أجهزة غير فعالة. يدعم الجهاز الكهروضوئي المقترح LSC الأسطح الملونة والشفافية ويوفر درجات من الحرية ، مما يوفر العديد من فرص التصميم لتعزيز الوظائف العامة وتجربة الخلايا الكهروضوئية في المنتجات الاستهلاكية والبيئات المبنية والنقل.
تُستخدم LSCs بشكل شائع كأجهزة فوتونية لإنتاج المواد الكيميائية الدقيقة في المفاعلات الضوئية ، للتحكم في دخول الضوء إلى المساحات في النوافذ "الذكية" الديناميكية ، ولتوزيع الضوء الملون لتعزيز نمو النبات في البيوت الزجاجية. يمكن استخدامها أيضًا لزيادة كفاءة الألواح الشمسية. تتكون LSCs من مواد مضيئة ، تُعرف أيضًا باسم luminophores ، وهي مجموعات من الجزيئات التي تنبعث منها الضوء عند إضاءتها.
يمكن طلاء هذه المواد على سطح بوليمر أو لوح زجاجي أو استخدامها كمشوب للبوليمر أو لوح زجاجي ، يعمل كدليل ضوئي يلتقط طول موجي واحد من ضوء الشمس المباشر وغير المباشر ويعيد إرساله عند طول موجي معين. أطوال موجية أطول. إذا تم تطبيقها على الخلايا الكهروضوئية ، فإن luminophores قادرة على التقاط فوتونات عالية الطاقة لا تستطيع الألواح الكهروضوئية امتصاصها وإعادة بثها كفوتونات.
أدخل العلماء خلايا شمسية ثنائية الوجه بين عناصر LSC الفردية وخلقوا نمطًا من عناصر LSC الفسيفسائية المكعبة. يقولون أن هذا التصميم يزيد من مساحة السطح العلوية المتاحة للخلية الشمسية لكل وحدة مساحة فتحة ، وبالتالي يمكن أن يحسن كفاءة تحويل الطاقة للجهاز الكهروضوئي LSC بأكمله.
بالنسبة لجهاز LSC ، استخدموا المواد التقليدية مثل بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) مخدر بالأصباغ العضوية التجارية ومركبات الكومارين (Cou). استخدم الباحثون مادة لاصقة بصرية متطابقة مع الفهرس لربط الخلايا ذات الوجهين بحافة الدليل الخفيف وخلايا c-Si PV أحادية الجانب في الجزء الخلفي من مكعب lightguide. يستخدمون مادة البولي أوليفين (PO) لتغليف البطارية.
في ظل ظروف الإضاءة القياسية ، وجد الفريق أن luminophores كانت قادرة على امتصاص ما يقرب من جميع الفوتونات عالية الطاقة وإصدار فوتونات ذات أطوال موجية أطول تتناسب بشكل أفضل مع الاستجابة الطيفية لخلايا السيليكون الشمسية. قاموا أيضًا باختبار العديد من الفسيفساء المصغرة لتحديد أداء مجموعة LSC.
يقول الباحثون إن الإنتاج التجاري للجهاز المقترح يمكن أن يبدأ بعد تحسين كفاءته.