7. Remodeling of Photon Structure to Produce Renewable Energy

Dieses Kapitel befasst sich mit dem bahnbrechenden Konzept der Umgestaltung von Photonenstrukturen, um die Effizienz der Solarenergieerfassung signifikant zu steigern. Durch die Nutzung von nanoskaligen Photonenbandlücken (PBG) und Punktdefekten zeigt die Studie, wie ruhende Photonen in energetisch aktive Zustände versetzt werden können, wodurch aus einem einzigen Photon mehrere Photonen erzeugt werden. Dieser innovative Ansatz wird mit Hilfe von MATLAB und Simulink akribisch analysiert und liefert ein umfassendes Verständnis der Photonenquantendynamik innerhalb von Photovoltaikzellen. Die Forschung führt ein Vier-Dioden-Schaltungsmodell zur Berechnung des Wirkungsgrades moderner Photovoltaik-Zellen ein, das das Potenzial aufzeigt, den erheblichen Energiebedarf mit minimaler photovoltaischer Oberfläche zu decken. Anhand detaillierter mathematischer Berechnungen und Simulationen zeigt das Kapitel das transformative Potenzial dieser Technologie bei der Bewältigung globaler Stromkrisen und der Verringerung der Auswirkungen des Klimawandels auf. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es möglich ist, den gesamten Energiebedarf eines Gebäudes zu decken, indem nur ein Bruchteil der Außenfassade eines Gebäudes in moderne Solarzellen umgewandelt wird, was den Weg für eine nachhaltige Energiezukunft ebnet.