211service.com
Mikro saules baterijas iztur intensīvāku saules gaismu
Jaunuzņēmums cer samazināt enerģijas ražošanas izmaksas ar koncentrētu saules gaismu, izmantojot mikromēroga saules baterijas, kas var izmantot divreiz vairāk gaismas nekā citi paneļi, neizmantojot dārgu optiku vai dzesēšanas sistēmas. Paneļi, kas izgatavoti no sīkajām šūnām, ko Durham, NC balstīts uzņēmums Vienmēr izstrādāti, izmantojot jaunu mikrodrukas tehnoloģiju, piedāvā arī ievērojamus materiālu izmaksu ietaupījumus. Janvāra beigās uzņēmums paziņoja par kopīgu vienošanos ar Siemens, lai izstrādātu demonstrācijas sistēmas, kuru pamatā ir tā tehnoloģija. Semprius plāno uzsākt moduļu apjoma ražošanu 2013. gadā.
Mikrošūna: Semprius ražotās saules baterijas katrā pusē ir 600 mikrometri, un tās var kombinēt ar lieljaudas optiku. Pati šūna (melnais kvadrāts centrā) ir uzstādīta uz keramikas pamatnes ar elektriskiem kontaktiem katrā pusē.
Koncentrējošu lēcu pievienošana saules paneļiem palielina elektroenerģijas daudzumu, ko tie var saražot. Taču fotoelektriskie koncentratori palielina saules enerģijas iekārtu izmaksas. Pašas optiskās sistēmas ir dārgas un apjomīgas — jo lielāka ir šūna, jo lielākam jābūt tās pārī savienotajam objektīvam. Intensīvāka gaisma nozīmē arī to, ka, izmantojot siltuma izlietnes vai ventilatorus, ir jāizkliedē veiktspēju pasliktinošs siltums. Lai gan izmaksas daļēji kompensē augstas koncentrācijas fotoelementu efektivitāte, tas ierobežo šādu koncentratoru sistēmu potenciālo jaudu. Divi galvenie koncentrēto saules moduļu piegādātāji, Amoniksa un Emcore , abas pārdod sistēmas, kuru pamatā ir parasta izmēra elementi, kas darbojas zem 500 reižu lielākas saules gaismas koncentrācijas un dārgas dzesēšanas sistēmas.
Semprius saules moduļos ir kvadrātveida elementu bloki, kuru izmērs ir tikai 600 mikrometri katrā pusē. Šīm šūnām ir trīs pusvadītāju slāņi, no kuriem katrs ir balstīts uz gallija arsenīdu un absorbē atšķirīgu saules gaismas joslu, un tās ir izgatavotas, izmantojot ķīmiskās kodināšanas un drukāšanas kombināciju, kas nozīmē, ka tiek izšķiests mazāk izejvielu. Tie var darboties 1000 reižu koncentrētā saules gaismā, izmantojot lētas optiskās sistēmas. Saskaņā ar National Renewable Energy Laboratories datiem, iegūto moduļu efektivitāte svārstās no 25 līdz 35 procentiem un tie var nodrošināt elektroenerģiju par aptuveni 10 centiem kilovatstundā. Uzņēmums paredz, ka galīgās izmaksas, ieskaitot uzstādīšanu, būs no 2 līdz 3 USD par vatu.
Pagājušajā gadā pētnieku pētījums plkst Sandijas Nacionālās laboratorijas Albukerkā, NM, ierosināja, ka mikromēroga saules baterijas varētu piedāvāt dažādas izmaksu un dizaina priekšrocības. Jūs samazinat nepieciešamo pusvadītāju daudzumu, tādējādi var ievērojami ietaupīt izmaksas, saka Gregorijs Nīlsons, Sandia projekta galvenais zinātnieks. Un jūs varat darīt lietas ar optiku, ko nevarat izdarīt ar lielākām šūnām.
Mazākas saules baterijas ir efektīvākas siltuma izkliedēšanā. Kad šūnas atrodas zem milimetra, tās atgrūž siltumu tik efektīvi, ka tās būs tikpat vēsas kā vienas saules paneļa panelis, bez jebkādām dzesēšanas sistēmām, saka Nīlsons. Tas ir tāpēc, ka mazajām šūnām ir daudz lielāks procentuālais daudzums no kopējās platības, kas ir atvēlēta siltumu izkliedējošām malām.
Saules koncentrāts: Šis saules lēcu bloks koncentrē gaismu uz mikromēroga saules baterijām iekšpusē.
Semprius šūnu izgatavošanas atslēga ir drukāšanas process, ko izstrādājuši pētnieki Džons Rodžerss , materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign.
Saules baterijas parasti tiek izgatavotas, veidojot aktīvos slāņus uz pusvadītāju plāksnītes virsmas, pēc tam sagriežot vafeles gabalos. Semprius drukāšanas process sākas, apstrādājot vafeles aptuveni tādā pašā veidā. Taču zāģēšanas vietā uzņēmums izmanto ķīmisko kodināšanu, lai vafeles virsmu iegrieztu mikromēroga šūnās, atstājot tās piestiprinātas pie vafeles virsmas ar nelielu cilni. Kodināšanas posma atslēga ir upura slāņa pievienošana, kad vafeles tiek apstrādātas. Ķīmiskais kodinātājs ēd tikai šo slāni, atdalot šūnas no virsmas. Pēc tam robots ar polimēra zīmogu pārvietojas pa plāksni, paņemot šūnas un novietojot tās virs keramikas pamatnes, kas apdrukātas ar elektriskiem kontaktiem. Procesā tiek izmantots tikai plāns vafeles virsmas slānis, ko var nosūtīt atpakaļ uz lietuvi, lai to izmantotu atkārtoti. Katru četru collu vafeli var izmantot 36 000 šūnu ražošanai.
Pēc tam katra šūna tiek papildināta ar nelielu sfērisku lodveida lēcu. Parasti šūnas centrā ir milzīgs karstais punkts, bet lodveida lēca vienmērīgi izkliedē gaismu, saka Džozefs Karrs, Semprius izpilddirektors. Šīs lēcas uztver saules gaismu no plata leņķa. Visbeidzot, objektīva augšdaļas šūnas ir sagrupētas 14 collu blokos, kas ir papildināti ar silikona lēcām, kas saules gaismu novirza uz mazākajām lodīšu lēcām. Kopā optiskā sistēma koncentrē saules gaismu 1000 reižu. Šie masīvi ir sakrauti uz gaismas izsekotāja, lai izveidotu 18 x 8 pēdu saules moduli.
Semprius plāno licencēt savu drukas tehnoloģiju, lai līdz 2013. gadam nodrošinātu moduļu apjomīgu ražošanu. Uzņēmums plāno kopā ar Siemens izstrādāt saules izsekošanas kontroles sistēmas un turpināt attīstīt mikrodrukas tehnoloģiju, kas ir saderīga ar virkni pusvadītāju materiālu, tostarp silīciju. .