211service.com
Drukājams saules bateriju materiāls sasniedz pagrieziena punktu
Jauns drukājamu organisko saules bateriju ražošanas veids galu galā varētu radīt jaunus zemu izmaksu, lētu un elastīgu saules paneļu veidus.
Darbu vada Alans Hēgers un Giljermo Bazāns , abi ķīmijas profesori Kalifornijas Universitātē Santabarbarā. Hēgers dalījās ar Nobela prēmija ķīmijā 2000. gadā par tādu vadošu polimēru izstrādi, ko jau izmanto plastmasas saules bateriju un organisko gaismas diožu ražošanā.
Polimēru saules baterijas ir neefektīvas salīdzinājumā ar silīcija saules baterijām, taču to izgatavošana ir daudz lētāka. Organiskos materiālus — neatkarīgi no tā, vai tie ir izgatavoti no polimēriem vai tā sauktajām mazajām molekulām, kas ir organiski savienojumi ar zemu molekulmasu — var izgatavot tintēs un drukāt uz lieliem laukumiem. Tie ir arī viegli un elastīgi, kas padara tos daudzsološus tādiem lietojumiem kā jumta instalācijas vai saules bateriju ielāpi portatīvās elektronikas uzlādēšanai.
Izmantojot jaunu mazu molekulu, ko izstrādājis Bazans, Hēgers uzbūvēja saules bateriju, kas pārvērš 6,7 procentus no gaismas enerģijas, kas to ietriec elektrībā. Bazan cer sasniegt 9 procentu efektivitāti gada laikā. Lai gan laboratorijas pārbaužu efektivitāte parasti ir daudz lielāka nekā ražotu elementu efektivitāte, tādējādi šie materiāli būtu līdzvērtīgi labākajām polimēru saules baterijām tirgū.
Līdz šim lielākā daļa centienu uzlabot organisko saules bateriju veiktspēju un izmaksas ir vērsti uz jaunu polimēru materiālu izstrādi.
Bazan izmantoja teorijas un izmēģinājumu un kļūdu kombināciju, lai izstrādātu jauno mazo molekulu materiālu. Viņš sāka, optimizējot tās elektriskās īpašības, lai molekula spētu uzturēt lielu strāvu un spriegumu, kas nepieciešams, lai no saules baterijas iegūtu enerģiju. Īpaši sarežģīti ir izveidot mazmolekulāru materiālu, kas veido labu filmu; lai gan polimēri ir gari un sapinās stabilā plēvē, mazas molekulas nemēdz veidot tādas plakanas plēves, kas nepieciešamas, lai izveidotu slāni saules baterijā.
Pēc ilgas čalošanās laboratorijas stendā Bazan grupa nāca klajā ar piemērotu mazo molekulu un procesu augstas efektivitātes mazmolekulāras saules baterijas izgatavošanai. Darbs ir aprakstīts žurnālā Dabas materiāli . Bazan cer vēl vairāk uzlabot veiktspēju, pielāgojot materiālu dizainu.
Hēgers saka, ka agrāk mazmolekulāros saules enerģijas materiālus nav uztvēris nopietni, jo sniegums bija bēdīgs. Citi cilvēki ir izmantojuši mazas molekulas, taču veiktspēja bija daudz zemāka par polimēru veiktspēju, viņš saka.
Tomēr organiskajām saules baterijām var būt grūti kļūt par reāliem sāncenšiem enerģijas tirgū, īpaši, ja silīcija elementi kļūst lētāki. Veiktspēja un kalpošanas laiks vēl nav tur, saka Lai sazinātos ar Jangu , materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors Kalifornijas Universitātē, Losandželosā. Yang strādā pie polimēru saules materiāliem savā uzņēmumā Solarmer, kā arī mazmolekulārām saules baterijām savā akadēmiskajā laboratorijā; viņa mērķis ir 15 procentu efektivitāte laboratorijā ražotā šūnā. Bet Jans saka, ka Santa Barbaras darbs ir svarīgs mazo molekulu saules enerģijas potenciāla pierādījums.
Par to, kā šiem materiāliem veiksies tirgū, Hēgers saka, ka vēl ir pāragri zināt, taču viņš uzskata, ka efektivitāte ir sasniegusi cienījamu līmeni un šie saules materiāli ir daudzsološi. Tagad mums tie būtu jāuztver nopietni, viņš saka.