kategorier: Utvalgte artikler » Interessante elektriske nyheter
Antall visninger: 9161
Kommentarer til artikkelen: 1
Ultratynne flerlags solceller basert på nanostrukturerte materialer
Forskere over hele verden legger stor vekt på å forbedre konverteringssystemer for solenergi. I et forsøk på å øke effektiviteten og redusere kostnadene for direkte produksjon av solcellepaneler så mye som mulig, bestemte forskerne ved Massachusetts Institute of Technology seg for å redusere tykkelsen på solceller.
Den nye typen paneler kan overgå alle slike løsninger, og med tanke på strømproduksjon per kilo brukt materiale vil den være dårligere enn uran. Slike paneler kan være laget av ark brettet i mange lag. graphene eller molybden disulfid, hvis tykkelse bare er ett molekyl (stabler av monomolekylære ark). Forskere hevder at denne tilnærmingen til slutt vil bli den best mulige tilnærmingen til utvikling av solenergi.
Jeffrey Grossman, assistentprofessor i energi ved Massachusetts Institute of Technology, sier at til tross for mye oppmerksomhet fra forskere som forsker på todimensjonale grafenlignende materialer, har potensialet til disse materialene til bruk i solkonverteringssystemer blitt oversett fullstendig de siste årene. Det viste seg at disse materialene ikke bare er gode, men at de er veldig flinke til å takle oppgaven som ble tildelt dem.
På lang sikt vil to lag som er et tykt atom, presentert for Grossman-teamet, gi en virkningsgrad på 1-2%, og konvertere sollysets energi til strøm. Det virker lite sammenlignet med 15-20% effektivitet tradisjonelle silisiumelementerDet er imidlertid viktig å huske at resultatet oppnås ved å bruke materialer tusenvis av ganger tynnere enn silkepapir.
Et to-lags batteri med en tykkelse på 1 nanometer er hundretusenvis av ganger tynnere enn et konvensjonelt silisiumbatteri. Derfor kan du ved å legge disse tynneste arkene i mange lag betydelig øke og overskride den vanlige effektiviteten til solceller. Dette vil skape betydelig konkurranse om veletablert teknologi, ifølge medforfatterne til Grossman.
Der vekten er kritisk, for eksempel i romfartøy, i luftfart og i områder i utviklingsland der transportkostnadene er betydelige, har slike lette elementer allerede et stort potensiale.
Sammenlignet med vekt vil de nye solcellepanelene produsere opptil 1000 ganger mer energi enn konvensjonelle batterier. Samtidig overskrider den tynneste av den konvensjonelle teknologien som produseres til dags dato solceller fremdeles de nye med 50 ganger i vekt.
Dette er ikke bare enkel transport, men også enkel installasjon av panelene, fordi halvparten av kostnadene for dagens solcellepaneler er kostnadene for støttestrukturen og tilkoblings- og kontrollsystemet. Disse kostnadene kan reduseres kraftig ved å bruke lettere design.
I tillegg er selve materialet mye billigere enn silisium med den nødvendige renhet, som brukes i standard solceller, fordi arkene er så tynne at de krever en veldig liten mengde utgangsmaterialer.
Dette er et imponerende eksempel på hvordan nanostrukturerte materialer kan være grunnlaget for å designe de nyeste energienhetene. Den mekaniske styrken og fleksibiliteten til disse tynne lagene forventes også å være høy. Utviklere sier at dette bare er begynnelsen på en ny generasjon materialer for solenergi.
På den ene siden er molybden disulfid og molybden dislenid brukt i dette prosjektet bare to av mange todimensjonale materialer som potensielt kan brukes her, for ikke å nevne de forskjellige kombinasjonene for anvendelse sammen.
Forskere mener at mange materialer må studeres, og betingelsene for refleksjon allerede er skapt. Forskere kan nå se på disse materialene på en helt ny måte.
Selv om det foreløpig ikke finnes noen industrielle metoder for å produsere molybden disulfid og molybden dislenid, er dette et område med aktiv forskning. Produksjonsevne er et betydelig problem, men dette problemet kan løses.
En ekstra fordel med slike materialer er deres langsiktige stabilitet selv i friluft, mens andre solmaterialer krever beskyttende belegg med tunge glasslag, som også er kostbart. Det er faktisk motstand mot eksponering for både ultrafiolett lys og fuktighet, og dette gjør den nye løsningen veldig pålitelig.
Forarbeidene omfattet bare datamaskinmodellering av materialer, men nå forsøker en gruppe forskere å produsere enhetene selv. Naturligvis er dette bare toppen av isfjellet, fra synspunktet om å bruke todimensjonale materialer for å produsere "ren energi", sier forskere.
Se også på elektrohomepro.com
: