Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электрик Инфо » Интересные электротехнические новинки

Сверхтонкие многослойные солнечные элементы на основе наноструктурированных материалов

Сверхтонкие многослойные солнечные элементы на основе наноструктурированных материалов Очень большое внимание ученые всего мира уделяют совершенствованию систем преобразования солнечной энергии. Стремясь повысить их эффективность и уменьшить, на сколько это возможно, стоимость непосредственного производства солнечных батарей, ученые Массачусетского технологического института решили пойти по пути сокращения толщины солнечных элементов.

Новый вид панелей может превзойти любые подобные решения, а с точки зрения производства электроэнергии на килограмм используемого материала, уступит лишь урану. Такие панели могут быть изготовлены из сложенных во много слоев листов графена или дисульфида молибдена, толщина которых составляет всего одну молекулу (штабеля из мономолекулярных листов). Ученые утверждают, что этот подход в конечном итоге станет лучшим из возможных подходов в развитии солнечной энергетики.

Джеффри Гроссман, доцент кафедры энергетики Массачусетского технологического института, говорит, что несмотря на большое внимание со стороны ученых, исследующих двумерные, подобные графену, материалы, в последние годы, был совершенно упущен из виду потенциал этих материалов для использования в системах солнечных преобразователей. Оказалось, что эти материалы не просто хорошо, а очень хорошо справляются с поставленной перед ними задачей.

слои

В перспективе, два слоя толщиной в один атом, как это представляется команде Гроссмана, дадут эффективность 1-2%, преобразуя энергию солнечного света в электричество. Это кажется малым по сравнению с 15-20% эффективностью традиционных кремниевых элементов, однако важно помнить, что результат достигается применением материалов в тысячи раз более тонких, чем папиросная бумага.

Двухслойная батарея толщиной в 1 нанометр в сотни тысяч раз тоньше обычной кремниевой, поэтому, уложив эти тончайшие листы во много слоев, можно значительно повысить и превысить обычную эффективность солнечных батарей. Это создаст значительную конкуренцию хорошо отлаженной технологии, считают соавторы Гроссмана.

панели

Там, где вес имеет решающее значение, например, в космических аппаратах, в авиации, и в районах развивающегося мира, где транспортные расходы существенны, такие легкие элементы уже имеют большой потенциал.

Если сравнивать по весу, то новые солнечные батареи будут производить до 1000 раз больше энергии, чем обычные батареи. При этом самая тонкая из производимых на сегодняшний день солнечных батарей обычной технологии, все равно превышает новые по весу в 50 раз.

Это не только легкость транспортировки, но и простота монтажа панелей, ведь половину стоимости сегодняшних солнечных панелей составляет стоимость опорной конструкции и системы подключения и управления. Эти расходы могут быть весьма снижены за счет использования более легких конструкций.

Кроме того, сам материал значительно дешевле, чем кремний нужной чистоты, который используется в стандартных солнечных элементах, ведь листы настолько тонкие, что требуют очень незначительного количества исходных материалов.

наноструктурированные материалы

Это впечатляющий пример того, как наноструктурированные материалы могут быть основой проектирования новейших энергетических устройств. Механическая прочность и гибкость этих тонких слоев также, ожидается, будут на высоком уровне. Разработчики говорят, что это только начало нового поколения материалов для солнечной энергетики.

С одной стороны, дисульфид молибдена и диселенид молибдена, используемые в этом проекте, являются лишь двумя из многих двумерных материалов, которые потенциально могут быть здесь применены, не говоря уже о различных их комбинациях для применения вместе.

Исследователи считают, что предстоит изучить многие материалы, и условия для размышлений уже созданы. Ученые смогут теперь взглянуть на эти материалы совершенно по-новому.

И, хотя промышленных способов получения дисульфида и диселенида молибдена на данный момент не существует, это область активных исследований. Технологичность является существенным вопросом, но эта проблема решаема.

Дополнительным преимуществом таких материалов является их долгосрочная стабильность даже на открытом воздухе, в то время когда другие солнечные материалы требуют защитного покрытия тяжелыми слоями стекла, которое к тому же недешевое. По сути, имеет место устойчивость к воздействию как ультрафиолетового света, так и влаги, и это делает новое решение очень надежным.

Предварительные работы включали в себя лишь компьютерное моделирование материалов, однако теперь группа ученых делает попытки производства самих устройств. Безусловно, это лишь верхушка айсберга, с точки зрения использования двухмерных материалов для получения «чистой энергии», считают ученые.

Андрей Повный


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электрик Инфо » Интересные электротехнические новинки

Другие статьи:

  • Солнечные батареи из перовскита
  • Полимерные солнечные батареи
  • Аккумулятор из древесных отходов
  • 5 необычных солнечных батарей будущего
  • Солнечные батареи с рекордным КПД
  • Двусторонние солнечные элементы


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Andy | [цитировать]

     
     

    За один день от Солнца на Землю падает энергии в 30 тыс раз больше, чем нужно всей нашей планете. Поэтому при определенном техническом прогрессе, когда ученые смогут существенно улучшить коэффициент полезного действия солнечных элементов и солнечных батарей - солнечная энергия станет основным видом энергии! И это будет очень скоро! Солнечные элементы на основе нанотехнологий - это один из серьезных направлений в развитии солнечной энергетики!

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK