Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Kagiliw-giliw na mga balita sa koryente
Bilang ng mga tanawin: 16945
Mga puna sa artikulo: 7
5 hindi pangkaraniwang solar panel ng hinaharap
Ngayon mga panel ng solar silikon - malayo mula sa finale sa landas sa pagkakapigil sa enerhiya ng sikat ng araw at ang pagbabalik nito sa kapaki-pakinabang na elektrikal na enerhiya. Maraming mga gawa ang ginagawa pa rin ng mga siyentipiko, at sa artikulong ito ay isasaalang-alang namin ang limang hindi pangkaraniwang solusyon na binuo ng ilan sa mga modernong mananaliksik.
Ang American National Renewable Energy Laboratory (NREL) ay itinayo isang baterya ng solar batay sa mga semiconductor crystals, ang mga sukat ng kung saan ay hindi lalampas sa ilang mga nanometer, ito ang tinaguriang mga tuldok. Ang sample ay isang kampeon sa mga tuntunin ng panlabas at panloob na kabuuan na kahusayan, na nagkakahalaga ng 114% at 130%, ayon sa pagkakabanggit.
Ang mga katangiang ito ay nagpapakita ng ratio ng bilang ng mga nakabuo ng mga pares ng elektron-hole sa bilang ng insidente ng mga photon sa sample (panlabas na kahusayan sa kabuuan) at ang ratio ng bilang ng mga nabuong elektron sa bilang ng mga hinihigop na mga photon (panloob na dami ng dami ng dami) para sa isang tiyak na dalas.
Ang panlabas na kahusayan sa kabuuan ay mas mababa sa panloob, dahil hindi lahat ng hinihigop na mga photon ay lumahok sa henerasyon, at ang ilan sa insidente ng mga photon sa panel ay sadyang masasalamin.
Ang sample ay binubuo ng mga sumusunod na bahagi: isang baso sa isang antireflection coating, isang layer ng isang transparent conductor, pagkatapos nanostructured na mga layer ng zinc oxide at quantum dots ng lead selenide, pagkatapos ay ang ethanedithiol at hydrazine, at isang manipis na layer ng ginto bilang itaas na elektrod.
Ang kabuuang kahusayan ng isang cell ay halos 4.5%, ngunit ito ay sapat para sa eksperimentong nakuha sa halip na mataas na kahusayan ng dami ng kumbinasyon ng mga materyales, at nangangahulugan ito ng pag-optimize at pagpapabuti nang maaga.
Hindi isang solong solar cell ang nagpakita ng isang panlabas na kahusayan sa kabuuan na higit sa 100%, habang ang pagkakaiba-iba ng pag-unlad na NREL na ito ay namamalagi sa katotohanan na ang bawat photon na bumagsak sa baterya ay lumilikha ng higit sa isang pares ng electron-hole sa output.
Ang dahilan para sa tagumpay ay ang maraming henerasyon ng mga excitons (MEG), isang epekto na unang ginamit upang lumikha ng isang buong baterya ng solar na may kakayahang makabuo ng koryente. Ang intensity ng epekto ay nauugnay sa mga parameter ng materyal, kasama ang band ng band sa semiconductor, pati na rin ang enerhiya ng photon ng insidente.
Ang laki ng kristal ay mahalaga, dahil ito ay nasa loob ng isang maliit na dami na ang mga dami ng dami na kinakalkula ang mga singil ng mga carrier at maaaring mangolekta ng labis na enerhiya, kung hindi man ang enerhiya na ito ay mawawala sa anyo ng init.
Naniniwala ang laboratoryo na ang mga elemento batay sa epekto ng MEG ay napaka karapat-dapat na mga kandidato para sa pamagat ng isang bagong henerasyon ng mga solar panel.
Ang isa pang hindi pangkaraniwang diskarte sa paglikha ng mga solar cells ay iminungkahi ng Prashant Kamat mula sa University of Notre Dame. Ang kanyang pangkat ay bumuo ng isang pintura batay sa mga tuldok na dami ng titanium dioxide na pinahiran ng cadmium sulfide at cadmium selenide sa anyo ng isang pinaghalong tubig-alkohol.
Ang paste ay inilapat sa isang glass plate na may kondaktibo na layer, pagkatapos ay pinaputok, at ang resulta ay photovoltaic na baterya. Ang isang substrate na-convert sa isang panel ng photovoltaic ay nangangailangan lamang ng isang elektrod sa itaas, at posible na makakuha ng isang electric current sa pamamagitan ng paglalagay nito sa araw.
Naniniwala ang mga siyentipiko na sa hinaharap posible na lumikha ng pintura para sa mga kotse at para sa mga bahay, at sa gayon ay bumaling, sabihin, ang bubong ng isang bahay, o katawan ng kotse, pininturahan ng espesyal na pintura na ito, sa mga solar panel. Ito ang pangunahing layunin ng mga mananaliksik.
Bagaman ang kahusayan ay hindi mataas, 1% lamang, na kung saan ay 15 beses na mas mababa kaysa sa maginoo na mga panel ng silikon, ang pintura ng solar ay maaaring magawa sa malalaking dami, at napaka-mura.Kaya, ang pangangailangan ng enerhiya sa hinaharap ay maaaring nasiyahan, sabi ng mga chemists mula sa pangkat ng Kamat, na tumawag sa kanilang mga anak "Araw-paniwala", na nangangahulugang "solar-probable".
Susunod na hindi pangkaraniwang paraan ng pag-convert ng enerhiya ng solar alok sa Massachusetts Institute of Technology. Lumikha si Andreas Mershin at mga kasamahan mga baterya na pang-eksperimentong batay sa isang kumplikadong mga biological molecule na may kakayahang "pagkolekta" na ilaw.
Ang photosystem ng PS-1, na hiniram mula sa cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus, ay iminungkahi ng mololohikal na biologo na si Shuguan Zhang at ilang mga katulad niyang mga tao 8 taon bago ang pagsisimula ng kasalukuyang mga eksperimento, si Andreas Mershin.
Ang kahusayan ng mga system ay naging lamang tungkol sa 0.1%, ngunit ito ay isang mahalagang hakbang sa daan patungo sa mass pagpapakilala sa pang-araw-araw na buhay, dahil ang mga gastos sa paglikha ng mga naturang aparato ay napakababa, at sa pangkalahatan ay maaaring lumikha ng kanilang sariling mga baterya ang kanilang sariling mga baterya gamit ang isang set ng mga kemikal at isang stack ng sariwang gupit na damo . Samantala, ang isang bilang ng mga pagpapabuti ay tataas ang kahusayan sa 1-2%, i.e. sa isang antas na maaaring magamit sa komersyo.
Ang mga nakaraang katulad na mga cell na may mga photosystem ay maaari lamang gumana nang makatwiran sa ilalim ng ilaw ng laser na puro nang mahigpit sa cell, at pagkatapos ay sa isang makitid na saklaw ng haba ng haba. Bilang karagdagan, ang mga mamahaling kemikal at kondisyon ng laboratoryo ay kinakailangan.
Ang isa pang problema ay ang mga molekula na molekula na nakuha mula sa mga halaman ay hindi maaaring umiiral nang matagal. Ngayon, ang koponan ng institute ay nakabuo ng isang hanay ng mga peptides na aktibo sa ibabaw na sumaklaw sa system at mapanatili ito sa mahabang panahon.
Sa pamamagitan ng pagtaas ng kahusayan ng koleksyon ng ilaw, ang koponan sa Massachusetts Institute of Technology ay nalutas ang problema sa pagprotekta sa mga photosystem mula sa ultraviolet radiation, na dati nang nasira ang photosystem.
Ang PS-1 ay nahasik ngayon hindi sa isang makinis na substrate, ngunit sa isang ibabaw na may napakalaking epektibong lugar, ang mga ito ay 3.8 μm makapal na mga titanium dioxide na tubo na may 60 porsyento, at siksik na zinc oxide rods ng maraming micrometer mataas at maraming daang nanometer sa diameter .
Ang mga variant ng photoanode na ito ay posible upang madagdagan ang bilang ng mga molekula ng kloropoli sa ilalim ng ilaw, at protektado ang mga PS-1 na kumplikado mula sa mga sinag ng ultraviolet, dahil ang parehong mga materyales ay sumipsip ng mabuti sa kanila. Bilang karagdagan, ang mga titanium tubes at zinc rod ay gumaganap din ng papel ng isang frame at kumikilos bilang mga tagadala ng elektron, habang ang PS-1 ay nangongolekta, magaan, at hinihiwalay ang mga singil, tulad ng nangyayari sa mga buhay na mga cell.
Ang isang cell na nakalantad sa araw ay nagbigay ng isang boltahe ng 0.5 volts na may isang tiyak na lakas ng 81 microW bawat square sentimeter at isang density ng 362 μA bawat square sentimeter, na 10 beses na mas mataas kaysa sa anumang iba pang sistema ng biovoltaic na nauna nang nakabase sa mga natural photosystems.
Ngayon pag-usapan natin organikong polymer na batay sa solar cells. Kung nagtatatag sila ng mass production, kung gayon sila ay magiging mas mura kaysa sa mga katunggali ng silikon, sa kabila ng katotohanan na nakamit na nila ang isang kahusayan ng 10.9%. Tandem Polymer Solar Battery, na nilikha ng isang pangkat ng mga siyentipiko mula sa University of California sa Los Angeles (UCLA), ay may ilang mga layer, na ang bawat isa ay gumagana sa sarili nitong bahagi ng spectrum.
Ang isang matagumpay na kumbinasyon ng iba't ibang mga sangkap na hindi makagambala sa bawat isa kapag nagtatrabaho nang magkasama ang pinakamahalagang punto. Para sa kadahilanang ito, ang mga may-akda na espesyal na nakabuo ng conjugated polymers na may isang mababang agwat ng banda.
Noong 2011, ang mga siyentipiko ay nagtagumpay na makakuha ng tulad ng isang solong-layer na polimer cell na may kahusayan ng 6%, habang ang tandem cell ay nagpakita ng isang kahusayan ng 8.62%. Nagtatrabaho pa, ang mga mananaliksik ay nagtakda upang mapalawak ang saklaw ng gumaganang spectrum sa rehiyon ng infrared, at kinailangan nilang idagdag ang polimer ng Japanese company na Sumitomo Chemical, salamat sa kung saan pinamamahalaan nila upang makamit ang isang kahusayan ng 10.9%.
Ang pinakamatagumpay na disenyo na ito ay binubuo ng isang front cell na gawa sa materyal na may isang malaking puwang ng banda, at isang likod na cell na may isang makitid na agwat ng banda.Ang mga may-akda ng pag-unlad ay nagtaltalan na ang paglikha ng naturang converter, kasama ang gastos ng mga materyales, ay hindi masyadong mahal, bukod dito, ang teknolohiya mismo ay katugma sa manipis na pelikula na mga solar panel na ginawa ngayon.
Tila na sa mga susunod na taon, ang mga solar cell na batay sa mga organikong polimer ay magiging komersyal na mabubuhay, dahil ang plano ng mga nag-develop upang madagdagan ang kanilang kahusayan sa 15%, iyon ay, sa antas ng silikon.
Ang pag-ikot ng pagsusuri sobrang manipis na solar panel na may kapal na 1.9 micronsna 10 beses na mas payat kaysa sa iba pang mga baterya ng manipis na pelikula na nilikha nang mas maaga. Sama-sama, ang mga siyentipiko ng Hapon at Austrian ay lumikha ng isang manipis na organikong hindi pangkaraniwang nababaluktot na solar panel. Sa demonstrasyon, ang produkto ay nakabalot sa isang buhok ng tao na may diameter na 70 μm.
Ang mga tradisyonal na materyales ay ginamit upang gawin ang baterya, ngunit ang substrate ay gawa sa 1.4 microns na makapal na polyethylene terephthalate. Sa pamamagitan ng isang kahusayan ng 4.2%, ang tiyak na kapangyarihan ng bagong solar baterya ay 10 watts bawat gramo, na sa pangkalahatan ay 1000 beses na mas mataas kaysa sa kaukulang tagapagpahiwatig para sa mga baterya ng multicrystalline silikon.
Kaugnay nito, tila nangangako ang pag-unlad ng mga nasabing lugar tulad ng "matalinong tela" at "matalinong balat", kung saan bilang karagdagan sa mga solar panel, ang mga elektronikong microcircuits na nilikha gamit ang katulad na teknolohiya ay maaaring pantay na payat at nababaluktot.
Tingnan din:5 hindi pangkaraniwang disenyo ng mga generator ng hangin
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: