Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Kagiliw-giliw na mga balita sa koryente
Bilang ng mga tanawin: 24277
Mga puna sa artikulo: 1
Perovskite Solar Panels
Ang isang sangkap na kilala sa mga siyentipiko ng higit sa isang daang taon, ngayon lamang, sa simula ng XXI siglo, ito ay naging napaka-promising na materyal para sa paggawa ng murang at epektibong solar cells. Ang Perovskite, o calcium titanate, ay unang natagpuan sa anyo ng isang mineral ng Aleman na geologo na si Gustav Rosa sa Mga Ural Mountains pabalik noong 1839, at pinangalanang bilang Count Lev Alekseevich Perovsky, isang maluwalhating negosyante at kolektor ng mga mineral, ang bayani ng Digmaang Patriotiko noong 1812, ay naging pinaka angkop na kontender para sa ang papel ng alternatibong silikon sa paggawa ng mga solar cells.
Bilang isang sangkap, hanggang sa kamakailan lamang, ang calcium titanate ay malawakang ginagamit lamang bilang isang dielectric para sa multilayer ceramic capacitors. At ngayon sinusubukan nilang ilapat ito upang bumuo ng lubos na mahusay na mga solar panel, dahil ito ay naka-akit na ang materyal na ito ay perpektong sumisipsip ng ilaw.
Ordinaryo, matagal nang tradisyonal mga panel ng solar silikon sa kapal ng 180 microns, sumisipsip sila ng maraming ilaw na perovskite ay sumisipsip sa kapal ng 1 micron lamang. Ang Perovskite, tulad ng silikon, ay isang semiconductor, at naglilipat ito ng singil sa kuryente sa parehong paraan sa ilalim ng impluwensya ng ilaw, ngunit ang spectrum ng ilaw na na-convert sa koryente sa perovskite ay mas malawak kaysa sa silikon.
Ang istraktura ng mala-kristal na sangkap ng calcium titanate ay magkapareho sa istraktura ng perovskite mineral, samakatuwid ang kanilang pangalan ay pareho. At ito ay sangkap na ngayon sa isa sa mga nangungunang lugar sa pagraranggo ng mga landas sa pag-optimize para sa solar na enerhiya.
Ang bagay ay ang mga solar panel na batay sa silikon ay nagkakahalaga ng average na 75 cents bawat 1 kW ngayon, at ang mga solar panel na nakabase sa perovskite ay mabawasan ang kanilang gastos sa 10-15 sentimo bawat 1 kW, iyon ay, perovskite solar na teknolohiya sa 5-7 beses na mas mura kaysa sa silikon kapwa sa paggawa ng mga baterya at sa kanilang operasyon, at ang dami ng kuryente na ginawa ay pareho.
At ito sa kabila ng katotohanan na ang mga industriya ng enerhiya ay nagsasabing ang halaga ay nasa 50 sentimo bawat 1 kW, ang solar energy ay nagiging mapagkumpitensya sa mga fossil fuels. Iyon ay, ang paglipat sa perovskite sa isang global scale ay mabawasan ang gastos ng paggawa ng koryente nang maraming beses, habang ang proseso ng paggawa ng mga panel mismo ay magiging napaka-simple.
Ang mga pag-aaral upang suriin at pagbutihin ang kahusayan ng mga cell na batay sa perovskite ay isinasagawa sa maraming bansa: sa Australia, Martin Green, sa Switzerland, Michael Gretzel, sa USA, Henry Saint, Felix Deshler, Leaming Day, at Korea, Sok Sang Il. Sinasabi ng mga mananaliksik na may isang tinig tungkol sa mababang gastos at mataas na kahusayan ng promising na teknolohiya.
Nagtalo si Michael Gretzel na ang kanyang kahusayan ng 15% ay madaling madagdagan sa 25%, at ang murang solar cells mula sa kasalukuyang magagamit ay hindi umaabot ng 15%. Sa kauna-unahang pagkakataon, noong 2009, nang pinag-uusapan lamang nila ang mga posibilidad ng paggamit ng perovskite para sa solar energy, nakuha ang isang kahusayan ng 3.5%, at ang mga cell ay hindi pa nabubuhay, dahil ang likido na electrolyte ay natunaw perovskite, at sa sandaling ang mga siyentipiko ay may oras upang masukat, ang baterya ay tumigil sa pagtatrabaho.
Gayunpaman, pagkatapos ng tatlong taon, ang likido na electrolyte ay pinalitan ng isang solidong isa, at ang mga cell ay naging mas matatag, at ang kahusayan ay unang nadoble, at pagkatapos ay nadoble muli. Maraming mga electrical conductive substrate layer, na kung saan ay may pigment, nalutas ang problema at binuksan ang prospect. Ang mga hakbang upang mapagbuti ang kahusayan ay hindi humihinto hanggang sa araw na ito, ginagamit ng mga siyentipiko, bukod sa iba pang mga bagay, karaniwang mga pamamaraan sa pag-optimize na nagsilbi upang mapabuti ang mga precursor ng silikon.
Sigurado si Michael Gretzel na 25% na kahusayan ay hahantong sa isang rebolusyon sa solar energy.Isang propesor mula sa Australia, Martin Green, isa sa mga payunir sa pananaliksik, ay inaangkin na ang mga baterya na walang silikon ay sobrang simple sa paggawa at mahusay upang mapatakbo na tiyak na may kumpiyansa na ang hinaharap ng mga solar panel sa Perovskite ay maliwanag, dahil ang paunang mga pagtatantya ay naghula ng isang malaking pagbawas sa presyo - sa 7 beses.
Ang isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa Korea, na pinangunahan ni Sok Sang Il, ay bumuo ng kanilang sariling pormula sa pamamagitan ng paghahalo ng lead ammonium bromide na may lead formamidine iodide, nakamit ng mga siyentipiko ang tulad ng perovskite na istraktura na nagtakda sila ng isang record na kahusayan na 17.9%. Ang paggamit ng halo ay magpapahintulot sa pag-print ng mga solar cells, at ang kanilang gastos ay mas mababawasan. Ang problema ay nananatili - ang materyal ay natutunaw sa tubig, bilang karagdagan, ang laki ng mga cell sa mga pagsusuri ay hindi lalampas sa 10 square mm, kaya nagpapatuloy ang pananaliksik.
Ang proseso ng paggawa ng perovskite solar cells ay tila sa mga mananaliksik na medyo simple. Ang likido ay simpleng spray sa ibabaw o inilapat sa anyo ng singaw, na napaka-simple upang ipatupad ang teknolohikal. Ang ilang mga layer ng mga materyales ay inilalapat sa metal foil o baso, na ang isa ay perovskite.
Ang iba pang mga materyales ay kinakailangan dito upang mapadali ang paggalaw ng mga electron sa loob ng elemento. Ang proseso ng pagmamanupaktura ay malapit sa perpekto. Ang pisika ng Oxford University na si Henry Saint, na nagtatrabaho sa pagbuo ng mga selulang perovskite sa Estados Unidos, ay tiwala na ang mga layer ng solar panel ay mailalapat nang madali tulad ng isang regular na pintura sa isang ibabaw.
Sa kabila ng mga umuusbong na prospect, nahati ang mga siyentipiko sa dalawang kampo. Ang dating tagataguyod ng pagpapabuti ng mga baterya ng silikon na naging tradisyonal, habang ang iba ay nagtataguyod ng paglikha ng ganap na bago, mas mahusay. Kaya, naniniwala si Martin Green na ang perovskite ay maaaring magamit bilang isang karagdagan sa mga baterya ng silikon sa pamamagitan ng pagsasama ng silikon sa perovskite, at sa gayon mabawasan ang gastos ng isang watt ng kuryente na ginawa nang walang makabuluhang pagkalugi para sa industriya ng silikon. Si Michael Gretzel, sa kabaligtaran, ay kumbinsido na ang mga bagong pag-unlad ay mahalaga, at ang gastos ng pagtaas ng kahusayan ng mga bagong photocells ay babayaran nang maraming beses.
Maraming mga kumpanya ang nagtatrabaho sa komersyal na pagpapatupad ng produkto, dahil sa kabila ng katotohanan na ang mga posibilidad ng perovskite ay nagsisimula pa lamang maisasakatuparan, ang nangungunang mga eksperto sa larangan ng solar na enerhiya ay nakabukas na ang kanilang pansin sa hinaharap. Ang mga kumpanya ng Australia at Turkish na magkasama ay aktibong lumapit sa komersyalisasyon ng perovskite solar panel, at ayon sa mga pagtataya, sa 2018 ay iharap sa merkado ng mundo.
Sa kabila ng pagiging maaasahan ng ilang mga kumpanya, ipinakikita ng karanasan na karaniwang tumatagal ng sampung taon para sa isang bagong teknolohiya upang pumunta mula sa laboratoryo patungo sa merkado, at sa panahong ito, ang mga baterya ng silikon ay maaaring maabutan ng perovskite. Ang Gretzel, sa pamamagitan ng paraan, ay nagbebenta ng isang lisensya para sa bagong teknolohiya sa mga kumpanya na nagbabalak na sundin ang tradisyonal na paraan ng silikon.
Ang kumpetisyon sa solar energy market ay mataas din, at ang bawat bagong player ay nahaharap dito. Ang gastos ng mga panel ng silikon ay nabawasan, at ayon sa ilang mga analyst, maaari itong bumaba sa 25 sentimo bawat 1 kW, na ganap na nag-aalis ng mga benepisyo ng perovskite na teknolohiya.
Ang pagkakaroon ng isang maliit na halaga ng tingga sa pigment, na nakakalason, ay nananatiling isang problema. Paparating ang mga pang-eksperimentong pag-aaral na magpapakita kung paano nakakalason ang perovskite. Ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin sa pagtatapon ng mga ginamit na baterya, tulad ng kaso sa mga baterya ng starter ng kotse. Ngunit sa prinsipyo, ang lata o isang katulad na maaaring magamit sa halip na tingga.
Samantala, ang mga mananaliksik mula sa Ohio, na pinangunahan ni Leaming Dai, ay nagtakda tungkol sa electrifying electric car gamit ang perovskite solar panel. Pinaunlad nila ang pinaka kapaki-pakinabang na kumbinasyon ng mga solar panel na may mga baterya ng electric car kaysa dati.
Sa pamamagitan ng pagkonekta ng apat na perovskite na baterya sa isang baterya ng lithium, nakamit ng mga siyentipiko ang isang kahusayan ng 7.8% sa pinaka-mahusay na pagsasaayos hanggang sa kasalukuyan, na nalampasan ang mga nakaraang solusyon para sa pagsasama ng mga solar cells na may supercapacitors at baterya.
Ang mga panel ng multilayer ay nadagdagan ang density at katatagan ng enerhiya na natanggap mula sa araw. Ipinakita ng mga pagsubok na ang tatlong mga layer ng perovskite ay binago, kung ninanais, sa isang pelikula. Sa isang lugar na single-cell na hindi hihigit sa 10 square mm, nakamit ng mga mananaliksik ang isang kahusayan ng 12.65% ng isang converter na barya, ngunit isinasaalang-alang ang conversion at imbakan ng enerhiya, ang kahusayan ay 7.8% sa cyclic mode.
Ang ganitong mga sistema, ayon sa mga developer, ay magagawa sa hinaharap hindi lamang singilin ang mga de-koryenteng kotse, ngunit mai-install din sa anyo ng isang nababaluktot na pelikula sa mga katawan. Ang teknolohiya ay tila perpekto para sa mga de-koryenteng sasakyan.
Kapansin-pansin ang kakayahan ng perovskite sa muling pagbabayad. Ang isang siyentipiko sa University of Cambridge na si Felix Deschler, ay natuklasan na ang perovskite ay may natatanging pag-aari. Kapag ang ilaw ay pumapasok sa materyal, ang enerhiya ng photon ay hindi lamang na-convert sa koryente, bahagi ng singil ay na-convert pabalik sa mga photon.
Kung maaaring magamit muli ng panel ang mga foton na ito, kung gayon ang nakolekta na enerhiya ay magiging mas malaki. Ang grupo ni Deshler ay nagsagawa ng isang eksperimento kung saan ang laser beam ay puro sa isang 0.5 micron makapal na perovskite section, at ang ilaw ay muling nai-emote sa ibang lugar sa sample. Ang silikon, halimbawa, ay walang kakayahang maglipat ng enerhiya sa loob mismo at muling pinapalabas ito.
Kaya, ang mga prospect para sa perovskite ay napakalaking, at kung sino ang nakakaalam, maaaring sa paligid lamang ng oras na ang bawat bahay at bawat kotse ay magkakaloob ng mga baterya ng perovskite, dahil ito ay magiging walang kapaki-pakinabang sa ekonomiya at hindi ipinapayong i-pollute ang kapaligiran ng mga fossil fuel combustion na produkto.
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: