Los investigadores de las universidades de Bristol y Exeter están un paso más cerca de desarrollar una nueva generación de células solares de bajo costo y alta eficiencia. La estructura es uno de los primeros ejemplos del mundo de un absorbente de metasuperficie de tres capas que utiliza una capa intermedia de carbono.
El sistema, desarrollado por Chenglong Wang, un estudiante de doctorado en el grupo de investigación del profesor Martin Cryan, utiliza carbono amorfo como una capa intermedia entre películas de oro delgadas con la película superior estampada con una matriz periódica 2D usando grabado de haz de iones enfocado.
La meta-superficie de oro-carbono-oro de tres capas absorbe fuertemente la luz a través del espectro solar pero minimiza la emisión de radiación térmica desde la estructura. El uso de oro en la investigación es un primer paso hacia una meta-superficie de alta temperatura donde el oro puede ser reemplazado por otrometales refractarios como el tungsteno o el cromo.
La celda se utilizará para aplicaciones de energía solar térmica y tiene el potencial de alcanzar temperaturas mucho más altas que las superficies negras simples porque puede minimizar la emisión de radiación térmica.
La metasuperficie ha sido desarrollada como parte de un proyecto conjunto, dirigido por el Dr. Neil Fox, entre el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de Bristol y las Escuelas de Física y Química. El objetivo de este proyecto es desarrollar dispositivos termiónicos solares basados en diamantes,que utilizan la luz solar para obtener superficies lo suficientemente calientes como para emitir electrones directamente al vacío. Si estos electrones se recogen en un ánodo enfriado, se puede producir energía eléctrica con eficiencias máximas que se prevé que sean mucho más altas de lo que se puede lograr con las células solares de silicio convencionales.
Martin Cryan, profesor de Electromagnética Aplicada y Fotónica en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, dijo: "La integración del diamante en las metasuperficies es muy difícil, y este documento es un primer paso en esa dirección usando carbono amorfo. La siguiente etapa esrealice pruebas de alta temperatura en las estructuras e intente alcanzar los ~ 700 grados centígrados requeridos para obtener una emisión termoiónica eficiente ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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