211service.com
Plastikinių saulės elementų stūmimas
Plastikiniai saulės elementai yra lengvi, lankstūs ir, svarbiausia, pigūs. Tačiau iki šiol šie įrenginiai buvo per daug neefektyvūs, kad galėtų konkuruoti su silicio saulės elementais daugeliu atvejų. Dabar mokslininkai iš kelių institucijų teigia pagaminę polimerinius saulės elementus, kurių efektyvumas yra rekordinis. Šios ląstelės vis dar nėra pakankamai geros, kad galėtų konkuruoti su siliciu, tačiau polimerų efektyvumas didėja maždaug 1 procentu per metus. Jei jiems pavyks tai išlaikyti, teigia mokslininkai, plastikiniai saulės elementai po kelerių metų konkuruos su siliciu.
Galingi polimerai: Šioje iliustracijoje pavaizduoti skirtingi sluoksniai, sudarantys naują plastikinį saulės elementą, kurio vidinis efektyvumas beveik tobulas. Iš apačios į viršų sluoksniai yra stiklas, skaidrus elektrodas, du polimero sluoksniai, titano oksido sluoksnis, kuris perskirsto šviesą, ir aliuminio elektrodas.
Šią savaitę internetiniame leidime Gamtos fotonika , mokslininkai pranešė apie polimerinius saulės elementus, kurie apie 6,1 procento saulės šviesos paverčia elektra, o tai yra šiek tiek artimesnė 10 procentų, kurių, jų teigimu, reikės norint įsitvirtinti rinkoje. (Įprastų silicio elementų efektyvumas yra apie 15 proc.) Nauji efektyvumo skaičiai rodo, kad mes dalyvaujame žaidime, sakoma Alanas Heegeris , Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje fizikos profesorius, vadovavęs tyrimui. Heegeris pasidalijo Nobelio chemijos premija 2000 m. už vaidmenį kuriant pirmuosius laidžius polimerus, jis yra vienas iš įkūrėjų ir vyriausiasis mokslininkas Konarka , plastikinių saulės elementų įmonė, kurios būstinė yra Lowell mieste, MA.
Kalifornijos mokslininkų rezultatai labai palankiai palyginami su anksčiau paskelbtais polimerinių saulės elementų aprašymais, kurių efektyvumas svyravo apie 5 procentus. Konarka teigia, kad bendrovės ląstelės, kuriose naudojamos kitokios medžiagos nei pagamintos Heegerio universiteto laboratorijoje, pastaruoju metu buvo įvertintos maždaug 6,4 proc. Ir paskambino konkurentas iš San Mateo, Kalifornijos Saulės energija Pasak susijusio mokslininko, pagamino plastikines ląsteles, kurių efektyvumas yra panašus.
Plastikiniai saulės elementai, nesvarbu, kaip gerai suprojektuoti, turi vidines ribas, kurias diktuoja polimerai, sudarantys jų aktyvųjį sluoksnį. Iki šiol pagaminti polimerai gali sugerti tik santykinai siauras šviesos juostas. Galima padidinti jų galios konversijos efektyvumą, sudėjus polimerų plėveles, skirtas skirtingoms šviesos juostoms užfiksuoti; Tiesą sakant, Heegerio grupė praeityje turėjo tam tikros sėkmės. Tačiau šis metodas turi didelį trūkumą. Sluoksniavimas yra savaime prarandamas, nes padidinate gamybos sąnaudas, sako Lupingas Yu , Čikagos universiteto organinės chemijos profesorius, kuris taip pat dirba su saulės elementais.
Vienas iš būdų pagerinti šių ląstelių veikimą yra užtikrinti, kad kiekvienas fotonas, kurį absorbuoja polimerai, būtų paverčiamas elektronu, kurį galima surinkti. Heegerio grupė padidino bendrą ląstelių efektyvumą pagerindama šį vidinį efektyvumą. Kaip gerai elektronai gali judėti šiose plėvelėse, priklauso nuo sąsajos tarp dviejų plėvelę sudarančių komponentų kokybės: Kalifornijos universiteto ląstelėje tai yra laidus polimeras ir futbolo kamuolio formos anglies junginio, vadinamo anglies junginio, versija. fullerenas. Heegerio grupė išbandė plėveles, pagamintas iš skirtingų šių dviejų komponentų santykių, taip pat skirtingų tirpiklių joms apdoroti.
Rezultatas – ląstelė, kurios vidinis efektyvumas beveik nepriekaištingas. Visa sugerta šviesa buvo paversta krūviais, sako Zhenan Bao , Stanfordo universiteto chemijos inžinerijos docentas, kuris tyrime nedalyvavo. Ši grupė padarė labai gerą ląstelių inžineriją.
Džiaugiuosi pažanga, sako Norėdami susisiekti su Yang , medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Kalifornijos universitete, Los Andžele. Jūs stumiate rekordą palaipsniui. Heegeris sutinka: rinkos dydis priklauso nuo kainos doleriais už vatą, todėl kiekvienas efektyvumo padidėjimas yra svarbus.
Nors Yangas, Bao ir Heegeris teigia, kad Heegerio grupės pasiekti skaičiai yra svarbus polimerinių saulės elementų potencialo įrodymas, visi pripažįsta, kad esamos medžiagos nebus tos, kurios paskatins pramonę į priekį. Dešimt procentų [efektyvumas] būtų proveržis, sako Heegeris. Mes tai pasiekiame sintetindami naujas medžiagas, kurios reaguoja į didesnį energijos spektrą.
Organinės medžiagos vis dar apsiriboja matoma šviesa, sako Yangas, tačiau didžioji saulės energijos dalis yra gretimoje spektro dalyje – infraraudonuosiuose spinduliuose, todėl polimerų mokslininkai dirba su saulės elementų medžiagomis, kurios taip pat gali sugerti šią juostą. Čikagos universiteto Yu, bendradarbiaujantis su „Solarmer Energy“, teigia, kad bendrovė panaudojo jo polimerus, kurie sugeria trumpesnės bangos ilgio šviesą, kad pagamintų ląsteles, kurių efektyvumas turėtų siekti daugiau nei 7 proc., tačiau jis negali atskleisti detalių, nes rezultatai. dar nebuvo paskelbti.