211service.com
Enerģijas palielināšana plastmasas saules baterijām
Polimēru saules baterijas tiek izmantotas saules uzlādes mugursomās un lietussargos, taču tās joprojām pārvērš tikai aptuveni 6 procentus no saules gaismas enerģijas elektrībā jeb aptuveni trešdaļu no tā, ko spēj parastie silīcija paneļi. Ja var ievērojami palielināt polimēru saules bateriju, kas ir lētākas un vieglākas nekā silīcija baterijas, efektivitāti, tās varētu būt ideāli piemērotas jumtu apmešanai vai logu laminēšanai.
Jaudas plastmasa: Solarmer Energy plāno līdz šī gada beigām sasniegt 10 procentu efektivitāti, izmantojot apdrukājamās plastmasas saules baterijas. Tā organiskie saules moduļi būtu jāiekļauj mugursomās un mobilo tālruņu uzlādes paneļos līdz 2011. gada sākumam.
Saules enerģija Uzņēmumam, kas atrodas El Monte, Kalifornijā, ir mērķis līdz šī gada beigām sasniegt 10 procentu efektivitāti, saka Yue Wu, uzņēmuma rīkotājdirektors un pētniecības un attīstības direktors. Organiskajām šūnām, visticamāk, būs nepieciešama vismaz šāda efektivitāte, lai konkurētu fotoelementu tirgū.
Sadarbībā arLupings JuČikāgas universitātes profesors, starta uzņēmums iepriekš ir izstrādājis polimērus, kas absorbē plašu viļņu garumu diapazonu, un ir izveidojis šūnas, kas pārvērš saules gaismu elektrībā ar rekordlielu efektivitāti, kas ir gandrīz 8 procenti.
Tiek izstrādātas polimēru saules baterijas ar vēl lielāku efektivitāti. Solarmer sadarbojas ar Lai sazinātos ar Jangu , materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors Kalifornijas Universitātē, Losandželosā. Jans strādā pie vairāku šūnu kaudzes, kas absorbē dažādas gaismas joslas. Viņš cer sasniegt 12 līdz 15 procentu efektivitāti, izmantojot šo pieeju, kā arī jaunus polimērus un labāku ierīces dizainu. Līdz šim viņš ir izgatavojis laboratorijas prototipus, kuru efektivitāte ir labāka par 6 procentiem. Viņš iepazīstina ar šo darbu otrdien plkst Amerikas Fizikas biedrības sanāksme .
Polimēru saules bateriju izgatavošanai vajadzētu būt lētākai nekā plānās kārtiņas kadmija-telurīda vai vara indija gallija selenīda (CIGS) baterijām, jo tajās tiek izmantoti lēti materiāli, kurus ir viegli izdrukāt, teikts. Maikls Makgī , materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors Stenfordas Universitātē. Bet McGehee uzskata, ka polimēru šūnām būs jābūt vairāk nekā 15 procentiem efektīvas, lai tām būtu liela ietekme uz saules enerģijas tirgu. Mēs joprojām nesaprotam fiziku pietiekami labi, lai zinātu, kāda ir teorētiskā robeža, saka McGehee. Es domāju, ka varētu būt iespējamas šūnas ar 15 līdz 20 procentiem.
Solarmer pētnieku komandai ir vairākas taktikas, lai palielinātu šūnu efektivitāti. Tās šūnas ir izgatavotas no pusvadoša polimēra, kas absorbē saules gaismu un atbrīvo elektronus, un oglekļa nanostruktūras, kas novirza elektronus uz ārējo ķēdi.
Polimēra iekšpusē elektroni pāriet no zema uz augstu enerģijas līmeni, kad tos bombardē fotoni. Jo mazāka ir atšķirība (vai joslas atstarpe) starp šiem līmeņiem, jo vairāk gaismas absorbē šūna un jo augstāka ir tās efektivitāte. Viens no veidiem, kā samazināt joslas atstarpi, ir pazemināt augstāku enerģijas līmeni. Čikāgas Universitātes ķīmijas profesors Yu izmanto šo paņēmienu, lai izstrādātu jaunus šauras joslas polimēru veidus. Organisko saules bateriju skaistums ir tāds, ka mēs varam izstrādāt jaunus materiālus, kas var pielāgot šos enerģijas līmeņus, saka Jans.
Pētnieki arī cenšas uzlabot saskarni starp polimēru un oglekļa nanostruktūru, lai elektroni varētu ātrāk pārvietoties uz ārējo ķēdi, nenokļūstot materiālā. Viņi izstrādā labākus elektrodu materiālus un uzlabotus elektrodu izgatavošanas veidus. Jangs saka, ka šie sasniegumi galu galā ļaus palielināt atsevišķu šūnu un sakrauto šūnu efektivitāti.
Pat ja Solarmer sasniegs savu 10 procentu efektivitāti, Vu saka, var paiet trīs gadi, pirms uzņēmums varēs izdrukāt komerciālas kvalitātes jumta paneļus ar šiem vērtējumiem. Šobrīd uzņēmums plāno 2011. gada sākumā uzstādīt ierīces uz klēpjdatoru somām un mobilo tālruņu aizmugurējiem paneļiem, kam sekos nojumes un saulessargi.
Jans saka, ka organiskajām saules baterijām ir nepieciešama ne tikai lielāka efektivitāte, bet arī lielāka stabilitāte. Viņš saka, ka tas, kas tiek komercializēts, nav augstākā efektivitāte, bet gan visvairāk reproducējama tehnoloģija. Patiešām, plastmasas saules enerģijas palaišana Konarka , kas atrodas Lovelā, MA, ražo elastīgus paneļus plašā mērogā, neskatoties uz to, ka efektivitāte ir tikai 3–5 procenti.
Ādams Mols , ķīmiskās inženierijas un materiālu zinātnes profesors Kalifornijas Universitātē Deivisā, saka, ka organisko saules bateriju kalpošanas laika pagarināšana šobrīd ir lielākais izaicinājums. Solarmer paneļu kalpošanas laiks ir līdz trim gadiem.
7,9 procenti ziņotais efektivitātes rekords ir patiešām pārsteidzošs, saka Moulé. Ja varētu izgatavot organiskas fotogalvaniskās vienības, kuru jaudas efektivitāte pārsniedz 5 procentus un kuru garantētais kalpošanas laiks pārsniedz piecus gadus, tad, manuprāt, tās būs konkurētspējīgas ar CIGS un silīciju, jo ir samazinātas paneļu izmaksas.