211service.com
Izsmidzināms Solar Goes divstāvu
Pētnieku grupa Toronto Universitātē ir izveidojusi pirmo divu slāņu saules bateriju, kas sastāv no gaismu absorbējošām nanodaļiņām, ko sauc par kvantu punktiem. Kvantu punkti, kurus var noregulēt, lai absorbētu dažādas saules spektra daļas, mainot to izmēru, ir uzskatīti par daudzsološu ceļu uz zemu izmaksu saules baterijām, jo daļiņas var izsmidzināt uz virsmām līdzīgi kā krāsu. Taču šūnas, kuru pamatā ir šī tehnoloģija, ir bijušas pārāk neefektīvas, lai tās būtu praktiskas. Atklājot veidu, kā saules elementā apvienot divus dažādus kvantu punktu veidus, pētnieki varētu pavērt ceļu, kā padarīt šādas šūnas daudz efektīvākas.
Saules punkti: Katrs no šiem 16 punktiem ir saules baterija, kas sastāv no nanoskopiskām daļiņām, ko sauc par kvantu punktiem.
Parastās saules baterijas ir noregulētas tā, lai tikai viena viļņa garuma gaismu pārvērstu elektrībā; pārējais saules spektrs vai nu iet cauri, vai tiek pārveidots neefektīvi. Lai izmantotu lielāku daļu enerģijas saules gaismā, ražotāji dažkārt sakrauj materiālus, kas paredzēti dažādu spektra daļu uztveršanai. Divu slāņu šūna, ko sauc par tandēma savienojuma šūnu, teorētiski var sasniegt 42 procentu efektivitāti, salīdzinot ar maksimālo teorētisko efektivitāti 31 procentu šūnām ar vienu slāni.
Toronto pētnieku šūnā viens kvantu punktu slānis ir noregulēts, lai uztvertu redzamo gaismu, bet otrs, lai uztvertu infrasarkano gaismu. Pētnieki arī atrada veidu, kā samazināt elektrisko pretestību starp slāņiem, kas var ierobežot divu slāņu šūnas jaudu. Viņi ieviesa pārejas slāni, kas sastāv no četrām dažādu metālu oksīdu plēvēm, kas saglabā labu un zemu pretestību, saka Teds Sargents, elektriskās un skaitļošanas inženierijas profesors, kurš vadīja pētījumu Toronto Universitātē. Pētnieki šim slānim izvēlējās caurspīdīgus oksīdus, ļaujot gaismai caur tiem nokļūt apakšējā šūnā.
Rezultāts, aprakstīts šonedēļ žurnālā Dabas fotonika, ir tandēma savienojuma šūna, kas uztver plašu spektra diapazonu un kuras efektivitāte ir 4,2 procenti. Sargent saka, ka šo pieeju var izmantot, lai izveidotu trīsslāņu un pat četrslāņu, kas varētu būt vēl labāk. Komandas mērķis ir piecu gadu laikā pārsniegt 10 procentu efektivitāti un turpināt uzlaboties. Parastie saules paneļi ir aptuveni 15 procenti efektīvi, bet kvantu punktu elementiem ar nedaudz mazāku efektivitāti joprojām varētu būt priekšrocības attiecībā uz kopējām saules enerģijas izmaksām, ja to ražošana izrādīsies ievērojami lētāka.
Džons Asberijs, Penn State universitātes ķīmijas profesors, saka, ka, paverot iespēju izgatavot daudzslāņu šūnas no kvantu punktiem, U of T komanda ir palielinājusi tehnoloģijas teorētisko efektivitāti no 30 procentiem līdz gandrīz 50 procentiem. Bet, lai sasniegtu šādu efektivitāti, būs nepieciešams daudz darba, lai novērstu iesprostotos stāvokļus — vietas kvantu punktu materiālā, kur elektroni var iestrēgt. Problēma ar kvantu punktiem ir tāda, ka elektroniem ir liela varbūtība, ka tie nenonāks līdz elektrodiem, kur tos var savākt, tāpēc tas ir ierobežojis to efektivitāti, viņš saka. Lai patiešām ietekmētu, ir jāizstrādā stratēģijas, lai kontrolētu šos iesprostoti.