Ang mga ultra-manipis na multilayer solar cells batay sa mga materyales na nanostructured

Ang mga siyentipiko sa buong mundo ay binibigyang pansin ang pagpapabuti ng solar system ng conversion ng enerhiya. Sa pagsisikap na madagdagan ang kanilang kahusayan at mabawasan, hangga't maaari, ang gastos ng direktang produksiyon ng mga solar panel, ang mga siyentipiko sa Massachusetts Institute of Technology ay nagpasya na gawin ang landas ng pagbabawas ng kapal ng mga solar cells.

Ang bagong uri ng mga panel ay maaaring lumampas sa anumang mga naturang solusyon, at sa mga tuntunin ng paggawa ng kuryente bawat kilo ng materyal na ginamit, magiging mas mababa lamang ito sa uranium. Ang ganitong mga panel ay maaaring gawin ng mga sheet na nakatiklop sa maraming mga layer. graphene o molibdenum disulfide, ang kapal ng kung saan ay isa lamang molekula (mga stack ng monomolecular sheet). Nagtatalo ang mga siyentipiko na ang pamamaraang ito ay sa huli ay magiging pinakamahusay na posibleng pamamaraan sa pag-unlad ng solar energy.

Si Jeffrey Grossman, isang katulong na propesor ng enerhiya sa Massachusetts Institute of Technology, ay nagsabi na sa kabila ng maraming pansin mula sa mga siyentipiko na nagsasaliksik ng mga two-dimensional na mga materyales na tulad ng graphene, ang potensyal ng mga materyales na ito para magamit sa mga solar converter system ay ganap na napansin sa mga nakaraang taon. Ito ay naging mabuti na ang mga materyales na ito ay hindi lamang mahusay, ngunit ang mga ito ay napakahusay sa pagkaya sa gawain na naatasan sa kanila.

Sa katagalan, ang dalawang layer ng isang atom na makapal, tulad ng ipinakita sa koponan ng Grossman, ay magbibigay ng isang kahusayan ng 1-2%, pag-convert ng enerhiya ng sikat ng araw sa koryente. Tila maliit kumpara sa kahusayan ng 15-20% tradisyonal na mga elemento ng silikon, gayunpaman, mahalagang tandaan na ang resulta ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga materyales libu-libong beses na mas payat kaysa sa papel na tisyu.

Ang isang dalawang-layer na baterya na may kapal ng 1 nanometer ay daan-daang libong beses na mas payat kaysa sa isang ordinaryong silikon, samakatuwid, sa pamamagitan ng paglalagay ng mga manipis na sheet sa maraming mga layer, maaari mong makabuluhang madagdagan at lalampas sa karaniwang kahusayan ng mga solar cells. Lumilikha ito ng makabuluhang kumpetisyon para sa mahusay na itinatag na teknolohiya, ayon sa mga co-may-akda ng Grossman.

Kung saan ang timbang ay kritikal, tulad ng sa spacecraft, sa aviation, at sa mga lugar ng pagbuo ng mundo kung saan ang mga gastos sa transportasyon ay mahalaga, ang mga ganoong light element ay mayroon nang malaking potensyal.

Kung ikukumpara sa timbang, ang bagong solar panel ay gagawa ng hanggang sa 1000 beses na mas maraming enerhiya kaysa sa maginoo na mga baterya. Kasabay nito, ang thinnest ng maginoo na teknolohiya na ginawa hanggang sa solar cells ay lumampas pa sa mga bago sa pamamagitan ng 50 beses sa timbang.

Hindi lamang ito kadalian ng transportasyon, ngunit din ang kadalian ng pag-install ng mga panel, dahil ang kalahati ng gastos ng mga solar panel ngayon ay ang gastos ng sumusuporta sa istraktura at ang koneksyon at control system. Ang mga gastos na ito ay maaaring mabawasan nang malaki sa pamamagitan ng paggamit ng mas magaan na disenyo.

Bilang karagdagan, ang materyal mismo ay mas mura kaysa sa silikon ng kinakailangang kadalisayan, na ginagamit sa karaniwang mga solar cell, dahil ang mga sheet ay sobrang manipis na nangangailangan sila ng isang napakaliit na halaga ng mga nagsisimula na materyales.

Ito ay isang kahanga-hangang halimbawa ng kung paano ang mga materyales na nanostructured ay maaaring maging batayan para sa pagdisenyo ng pinakabagong mga aparato ng enerhiya. Ang mekanikal na lakas at kakayahang umangkop ng mga manipis na layer na ito ay inaasahan din na maging mataas. Sinasabi ng mga nag-develop na ito lamang ang simula ng isang bagong henerasyon ng mga materyales para sa solar energy.

Sa isang banda, ang molibdenum disulfide at molibdenum dislenide na ginamit sa proyektong ito ay dalawa lamang sa maraming mga dalawang dimensional na materyales na maaaring magamit dito, hindi upang mailakip ang kanilang iba't ibang mga kumbinasyon para magamit nang magkasama.

Naniniwala ang mga mananaliksik na maraming mga materyales ang dapat mapag-aralan, at ang mga kondisyon para sa pagmuni-muni ay nilikha na. Ang mga siyentipiko ay maaari na ngayong tumingin sa mga materyales na ito sa isang ganap na bagong paraan.

At, bagaman sa kasalukuyan ay walang mga pang-industriya na pamamaraan para sa paggawa ng molybdenum disulfide at molybdenum dislenide, ito ay isang lugar ng aktibong pananaliksik. Ang paggawa ay isang mahalagang isyu, ngunit ang problemang ito ay malulutas.

Ang isang karagdagang bentahe ng naturang mga materyales ay ang kanilang pangmatagalang katatagan kahit sa bukas na hangin, habang ang iba pang mga solar material ay nangangailangan ng proteksiyon na patong na may mabibigat na layer ng baso, na mahal din. Sa katunayan, mayroong paglaban sa pagkakalantad sa parehong ilaw at kahalumigmigan ng ultraviolet, at ginagawang maaasahan ang bagong solusyon.

Ang paunang gawa ay kasama lamang sa pagmomolde ng computer ng mga materyales, ngunit ngayon isang pangkat ng mga siyentipiko ang nagsisikap na gumawa ng mga aparato mismo. Siyempre, ito lamang ang dulo ng iceberg, mula sa punto ng pananaw ng paggamit ng dalawang-dimensional na materyales upang makabuo ng "malinis na enerhiya", sabi ng mga siyentista.

Comments

[#1 Andy]

Sa isang araw mula sa Araw, 30 libong beses na mas maraming enerhiya ang bumagsak sa Earth kaysa sa ating buong planeta. Samakatuwid, sa ilang pag-unlad ng teknolohikal, kapag ang mga siyentipiko ay maaaring makabuluhang mapabuti ang kahusayan ng mga solar cells at solar panel - ang solar energy ay magiging pangunahing anyo ng enerhiya! At ito ay sa lalong madaling panahon! Ang mga solar cells na nakabase sa Nanotechnology ay isa sa mga pangunahing lugar sa pagbuo ng solar energy!