Ingénieurs de Stanford ont développé une superposition de silicone transparent qui peut augmenter l'efficacité des cellules solaires en les gardant au frais. La couverture recueille et diffuse de la chaleur directement dans l'espace, sans interférer avec les photons entrants. Si produit de masse, le développement pourrait être utilisée pour refroidir tout dispositif à l'air libre - par exemple, pour compléter la climatisation dans les voitures.

Après une journée en plein soleil, les cellules solaires en Californie peuvent approcher des températures de 80 ° C (175 ° F), même dans les mois d'hiver. Une chaleur excessive peut poser des problèmes parce que, tandis que les cellules ont besoin de soleil pour récolter l'énergie, ils perdent aussi l'efficacité car ils chauffent. Une cellule de silicium standard, par exemple, va baisser de 20 à 19 pour cent d'efficacité en chauffant à 10 ° C (18 ° F) ou plus.

Portables résoudre le problème de surchauffe avec l'aide de ventilateurs, soigneusement étudiée et les dissipateurs de chaleur, mais pour les panneaux solaires et autres dispositifs qui fonctionnent à l'air libre, l'espace lui-même pourraient servir de dissipateur de chaleur par excellence. La fraîcheur de l'espace, se rapprochant de zéro absolue, reviendrait à nier la nécessité pour les engins de dissipation de chaleur élaborés et coûteux - si seulement nous avions un moyen d'y accéder à partir du sol.

La silice (SiO2) couvercle du panneau solaire conçu par le professeur Shanhui Fan et ses collègues à Stanford est fait avec succès utilisation de l'espace comme le plus grand des dissipateurs de chaleur. Elle le fait par la collecte et la chaleur rayonnante que les ondes électromagnétiques infrarouges, qui peut facilement voyager à travers l'atmosphère, dans l'espace. Le revêtement est transparent, afin de ne pas interférer avec la capacité de collecte de lumière de la cellule solaire, et améliore la dissipation de la chaleur du silicium dans la plupart des cellules.

Les chercheurs ont testé leur technologie sur un collecteur solaire thermique, la comparaison d'un collecteur «nu» avec deux mécanismes possibles de chaleur rayonnante utilisés, respectivement, de la silice et de cristaux photoniques (un modèle à l'échelle nanométrique qui affecte le mouvement des photons) pour la dissipation thermique. Ils ont constaté que ce dernier soit le plus efficace.

Selon les résultats de l'étude, a permis la superposition de la lumière visible de passer à travers les cellules solaires tout en refroidissant l'absorbeur sous-jacente de pas moins de 23 ° F (13 ° C). Cela se traduit par un gain d'efficacité absolue de plus de un point de pourcentage qui, même si elle peut ne pas sembler beaucoup, serait ajouter jusqu'à quelque chose de substantiel au cours de la vie de la cellule.

Il ya un certain nombre d'améliorations qui pourraient encore bénéficier de refroidissement (et l'efficacité) de la cellule. Les superpositions sont pensés pour fonctionner au mieux dans des environnements secs et claires, les taches idéales pour de grands panneaux solaires. Aussi, parce que les essais ont été fait au cours de l'hiver, les collectionneurs ont dû être incliné de 60 degrés vers le sud afin de maximiser l'irradiance solaire, réduisant l'accès vers le ciel (et la capacité de refroidissement avec elle). Enfin, des éléments de refroidissement convectif plus classiques peuvent également être ajoutés à la couverture de silice.

Fan et l'équipe sont optimistes sur l'extension de la production pour des applications commerciales. Ils croient que la technologie pourrait appliquer à tous les cas où un système extérieur doit dispersion efficace de la chaleur, de manière à refroidir les voitures pour économiser sur la climatisation (et le kilométrage) sans affecter l'esthétique.

L'avance est décrite dans le numéro actuel de la revue Actes de l'Académie nationale des sciences.