2024年法國昂熱國際環(huán)保展覽會，提高太陽能電池板的效率。自 20 世紀 70 年代發(fā)明以來，發(fā)光太陽能聚光器 (LSC) 一直致力于通過使用發(fā)光材料陽光轉(zhuǎn)換并聚集到光伏電池上來優(yōu)化太陽能捕獲。與依賴鏡子和透鏡的傳統(tǒng)聚光器不同，LSC 可以捕獲漫射光，并已用于建筑一體化光伏發(fā)電等應(yīng)用，其半透明和彩色特性提供了美觀的好處。擴大LSC以覆蓋大面積面臨著挑戰(zhàn)，包括波導中光致發(fā)光（PL）光子的自吸收。為了克服這些限制，日本立命館大學的研究人員提出了一種創(chuàng)新的“葉子LSC”模型，有望改善光到光伏電池的收集和傳輸。

“LSC 葉子”的概念：仿生方法葉子 LSC 設(shè)計通過使用更小的互連發(fā)光組件來解決可擴展性問題，其功能就像樹上的葉子一樣。正如能源光子學雜志 (JPE) 所報道的，這種創(chuàng)新配置包括發(fā)光板放置在中央發(fā)光光纖周圍，發(fā)光板的側(cè)面面向光纖。這種布置允許入射光子被板轉(zhuǎn)換成 PL 光子。然后這些光子穿過光纖并在其末端被光伏電池收集。為了提高效率，透明光導多根光纖連接到單個光伏電池，有效增加LSC的入射表面積，同時減少由于自吸收和散射造成的光子損失。

這種 LSC 設(shè)計的模塊化方法具有多種優(yōu)勢。通過減小各個模塊的橫向尺寸來提高光子收集效率。例如，方形 LSC 片的橫向長度從 50 毫米減少到 10 毫米，顯著提高了光子收集的效率。模塊化設(shè)計還可以輕松更換損壞的單元，并在可用時集成先進的發(fā)光材料。通過傳統(tǒng)平面 LSC 的技術(shù)（例如邊緣鏡和串聯(lián)結(jié)構(gòu)）納入片狀 LSC 的設(shè)計，進一步提高了系統(tǒng)的效率。JPE 主編、科羅拉多大學博爾德分校工程和物理學教授、可再生和可持續(xù)能源研究所成員肖恩·沙欣 (Sean Shaheen) 表示：“這些結(jié)果展示了一種創(chuàng)造性的方法，推進了發(fā)光太陽能聚光器可有效地陽光引導至相鄰的光伏設(shè)備。通過受生物學啟發(fā)的進化設(shè)計與光學工程的改進相結(jié)合，作者提高了設(shè)備的效率，以滿足實際使用的需要。”

優(yōu)化 LSC 中的光子收集可以為更靈活和可擴展的太陽能解決方案鋪平道路。這種能量收集方法可以改變太陽能聚光器的應(yīng)用，使它們更加高效并適應(yīng)從大型裝置到建筑集成系統(tǒng)的各種用途。隨著技術(shù)的進步，它有望顯著提高太陽能系統(tǒng)的性能，并為更可持續(xù)的能源解決方案做出貢獻。 “LSC leaf”創(chuàng)新代表著我們社會朝著更高效、更廣泛地利用太陽能邁出的重要一步。

展會時間及展會地點：2025年3月26日-27日-法國-昂熱-環(huán)保-(意向參展請點擊詢洽盈拓展覽專業(yè)展會顧問）