Energia ja keskkond

Kas prinditavad päikesepatareid on globaalse päikesesektori tulevik?

Kas prinditavad päikesepatareid on globaalse päikesesektori tulevik?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Prinditavad elektriskeemid [Pildi allikas:Wikimedia Commons]

USA päikesepatareide tootja Triton Solar allkirjastas äsja 100 miljoni dollari suuruse lepingu India Karnataka osariigis tootmishoone avamiseks, eesmärgiga alustada tootmist selles kohas alates 2016. aasta augustist. Ettevõte teatas otsusest 14.th Detsembril, olles juba aprillis plaaninud rajada rajatise Madhya Pradeshis. Triton Solar asub New Jerseys ja on spetsialiseerunud prinditavatele päikesepatareidele, mis töötavad nanotehnoloogia abil ja on toodetud patenteeritud trükitehnika abil. Lisaks välistingimustes töötamisele saavad rakud päikeseenergiat toota ka ümbritsevast valgustusest, ilma et oleks vaja otsest päikesevalgust.

Hoolimata tehnoloogiast, mis jõudis pealkirjadesse kaks aastat tagasi 2013. aastal, on seni printinud päikese õhukese kile omaks võtnud vähesed teised ettevõtted või organisatsioonid. Sel aastal oli Austraalia Victorian Organic Solar Cell Consortium (VICOSC), mis on osa Austraalia Rahvaste Ühenduse teaduslikust ja tööstuslikust tööstusest. Uurimisorganisatsioon (CSIRO) demonstreeris orgaaniliste päikesepatareide trükkimisprotsesside laiendamist, mis võimaldas neil hõlbustada heterosõlme (BHJ) hulgijookide (BHJ) pidevat printimist 30 cm laiuse substraadi abil. Hindamiseks töötati välja mitu näidismoodulit. Need olid värvaine sensibiliseeritud raku (DSC) moodulid, millele saab printida mitmele aluspinnale, sealhulgas plastile, klaasile või terasele. Need toimivad tänu tindi võimele lüüa päikesevalgust ja muundada see elektriks. See võib potentsiaalselt võimaldada neid integreerida paljudesse üksustesse, näiteks nutitelefoni, tahvelarvuti või sülearvuti korpusesse. Kuid praegu on need 10 korda vähem efektiivsed kui tavaline räni.

2014. aasta märtsis töötas Middlesexi riikliku füüsikalabori (NPL) Briti teadlaste meeskond välja ka printitavad päikesepatareid. Need võivad toimida süngetel päevadel, kui päikesevalgust on vähe ja potentsiaalsed rakendused hõlmavad mantlite või kottide materjali integreerimist, kus neid saaks kasutada mobiilseadmete laadimiseks.

Teine tehnoloogia arendamisega seotud ettevõte on Eight19, mis kasutab orgaanilisi pooljuhtmaterjale, mis on hangitud rikkalikest, potentsiaalselt odavatest materjalidest. Nendel pooljuhtidel on tugev valguse neeldumisvõime, umbes 100 korda tugevam kui ränil, ja neid saab toota keskkonnatingimustes olevast lahusest, mis omakorda muudab materjali üliõhukeseks. See tähendab ka seda, et neid saab printida pideva rull-rull-printimise ja katmise abil, vähendades seeläbi kulusid. Selle saavutamiseks kasutatud trükiseadmed on juba saadaval. Nad saavad printida materjali mitmekümne kuni mitusada meetrit minutis ja neid kasutatakse tavaliselt pakendite ja kvaliteetsete katete tootmiseks.

Arvestades, et õhukese kile on ülimalt kerge, pole vaja mingit katusetugevdust ja võime rakke mitmetes värvides printida tähendab, et need võivad potentsiaalselt olla palju vähem pealetükkivad kui tavalised räni päikesepaneelid. Autotööstus on hakanud huvi pakkuma ka trükitavate õhukese kilega päikeseenergia vastu, et paigaldada päikesepatareid auto katustele, kus need aitaksid laadida sõiduki elektriskeeme.

See tehnoloogia on alles varajases arengujärgus, seega läheb veel aega, enne kui näeme selle ärilist rakendamist. Kuid selles valdkonnas edenevad kogu maailma ülikoolid ja ka suured keemiaettevõtted. Väga sageli nõuab see mingisugust partnerluskorda (Eight19 töötab koos Cambridge'i ülikooli ja erinevate materjaliarendusettevõtetega).

Lugu sellega siiski ei lõpe, sest prinditavatel orgaanilistel päikesepatareidel on nüüd konkureeriv tehnoloogia - perovskiidi päikesepatareid -, mille efektiivsus on saavutanud 20 protsenti, vaid 10 protsenti.

Perovskiit hakkas päikesesektorist tähelepanu tõmbama umbes viis aastat tagasi. See on materjal, mis sisaldab pliid, joodi ja orgaanilist komponenti. Kui seda esimest korda uuriti, võis perovskiit saavutada vaid 3-protsendilise efektiivsuse, kuid vaid viie aasta jooksul on see tõusnud 20 protsendile, mis on kahekordne varem mainitud prinditavate orgaaniliste õhukeste kilede omast. Šveitsis Lausanne'is asuva Ecole Polytechnique'i päikeseuurija Michael Grätzeli sõnul kirjutas Loodusmaterjalid, metallisalogeniidi perovskiidi tõus päikesesektoris jahmatas PV-kogukonda. CSIRO orgaanilise fotogalvaanika ekspert Fiona Scholes, ajakirjale Cosmos rääkides, kirjeldas arengut kahtlemata orgaaniliste päikesepatareide suurima edusammuna.

Perovskiidi tina päikesepatareid [Pildi allikas:Oxfordi ülikooli ajakirjandus, Flickr]

Nebraska ülikooli materjalide insener Jinsong Huangi sõnul on perovskiidi võime toota elektrit selle sisemine struktuur, mis võimaldab elektronidel hõlpsasti elektroodini jõuda trükitud perovskiidi päikesepatareis. Kuid räniga tõhusaks konkurentsiks peaks see siiski saavutama umbes 25-protsendilise efektiivsuse, mis võib olla võimalik järgmise viie aasta jooksul.

Perovskiidi päikesepatareidel on mõned varjuküljed, näiteks tundlikkus niiskuse suhtes ja asjaolu, et see sisaldab pliid, muutudes seeläbi purunemisel toksilisuse allikaks. Huang usub siiski, et perovskiidirakke saab selle stabiilsemaks muutmiseks optimeerida, samal ajal kui teised teadlased tegelevad võimalustega pliisisalduse asendamiseks millegi vähem kahjulikuga.

Fiona Scholes usub, et prinditavatest päikesepatareidest saavad lähiaastatel "taastuvenergia segu peamine osa". Arvestades vajadust kliimamuutuste vastu midagi ette võtta, vähendades maailma energiavarustust, on kindlasti tõsi, et peame uurima nii palju võimalusi kui võimalik.

Üha enam näevad prinditavad päikesepatareid välja, et neist saab selle üldise energia tööriistakomplekti oluline osa.


Vaata videot: Roofit Solar [email protected] (Detsember 2022).