kategorier: Udvalgte artikler » Interessante elektriske nyheder
Antal visninger: 9161
Kommentarer til artiklen: 1
Ultratynde flerlags solceller baseret på nanostrukturerede materialer
Forskere over hele verden er meget opmærksomme på at forbedre konverteringssystemer til solenergi. I et forsøg på at øge deres effektivitet og reducere så meget som muligt omkostningerne ved direkte produktion af solcellepaneler, besluttede videnskabsmænd ved Massachusetts Institute of Technology at tage vejen for at reducere tykkelsen på solceller.
Den nye type paneler kan overgå alle sådanne løsninger, og med hensyn til elproduktion pr. Kg anvendt materiale vil det kun være ringere end uran. Sådanne paneler kan være lavet af ark, der er foldet i mange lag. graphene eller molybdænsulfid, hvis tykkelse kun er et molekyle (stabler af monomolekylære lag). Forskere hævder, at denne tilgang i sidste ende vil blive den bedst mulige tilgang til udviklingen af solenergi.
Jeffrey Grossman, adjunkt i energi ved Massachusetts Institute of Technology, siger, at til trods for en masse opmærksomhed fra forskere, der forsker i to-dimensionelle grafenlignende materialer, er disse materialers potentiale til anvendelse i solkonverteringssystemer blevet overset fuldstændigt i de senere år. Det viste sig, at disse materialer ikke bare er gode, men de er meget gode til at klare deres opgave.
I det lange løb vil to lag, der er et atomtykt, som det blev præsenteret for Grossman-teamet, give en effektivitet på 1-2% og omdanne sollysets energi til elektricitet. Det forekommer lille sammenlignet med 15-20% effektivitet traditionelle siliciumelementerdet er dog vigtigt at huske, at resultatet opnås ved at bruge materialer tusindvis af tyndere end tissuepapir.
Et to-lags batteri med en tykkelse på 1 nanometer er hundretusinder af gange tyndere end et konventionelt silicium-batteri. Derfor kan du ved at lægge disse tyndeste lag i mange lag markant øge og overskride den sædvanlige effektivitet af solceller. Dette vil skabe betydelig konkurrence om veletableret teknologi, ifølge medforfatterne af Grossman.
Hvor vægten er kritisk, såsom i rumfartøjer, i luftfart og i områder i udviklingslanden, hvor transportomkostningerne er betydelige, har sådanne lette elementer allerede et stort potentiale.
Sammenlignet med vægt producerer de nye solcellepaneler op til 1000 gange mere energi end konventionelle batterier. Samtidig overstiger den tyndeste af den konventionelle teknologi, der hidtil er produceret, solceller stadig de nye med 50 gange i vægt.
Dette er ikke kun lethed ved transport, men også let installation af panelerne, fordi halvdelen af omkostningerne ved nutidens solcellepaneler er omkostningerne til understøtningsstrukturen og tilslutnings- og kontrolsystemet. Disse omkostninger kan reduceres kraftigt ved at bruge lettere design.
Derudover er selve materialet meget billigere end silicium med den krævede renhed, der bruges i standard solceller, fordi pladerne er så tynde, at de kræver en meget lille mængde udgangsmaterialer.
Dette er et imponerende eksempel på, hvordan nanostrukturerede materialer kan være grundlaget for design af de nyeste energienheder. Den mekaniske styrke og fleksibilitet af disse tynde lag forventes også at være høj. Udviklerne siger, at dette kun er begyndelsen på en ny generation af materialer til solenergi.
På den ene side er molybdæn-disulfid og molybdæn-dislenid, der er brugt i dette projekt, kun to af de mange to-dimensionelle materialer, der potentielt kunne bruges her, for ikke at nævne deres forskellige kombinationer til brug sammen.
Forskere mener, at mange materialer skal studeres, og betingelserne for reflektion er allerede skabt. Forskere kan nu se på disse materialer på en helt ny måde.
Og selv om der i øjeblikket ikke findes nogen industrielle metoder til fremstilling af molybdendisulfid og molybdændleniden, er dette et område med aktiv forskning. Fremstillbarhed er et vigtigt problem, men dette problem kan løses.
En yderligere fordel ved sådanne materialer er deres langsigtede stabilitet selv i friluft, mens andre solmaterialer kræver beskyttende belægning med tunge lag af glas, hvilket også er dyre. Der er faktisk modstand mod eksponering for både ultraviolet lys og fugt, og det gør den nye løsning meget pålidelig.
Forarbejder omfattede kun computermodellering af materialer, men nu forsøger en gruppe forskere at fremstille enhederne selv. Naturligvis er dette kun toppen af isbjerget fra synspunktet om at bruge to-dimensionelle materialer til at producere "ren energi", siger forskere.
Se også på elektrohomepro.com
: