Nowy rekord, elastyczne ogniwa słoneczne mogą zasilać miasta przyszłości

$config[ads_kvadrat] not found

Olga Malinkiewicz

Olga Malinkiewicz
Anonim

Tradycyjne fotowoltaiczne ogniwa słoneczne stają się stosunkowo skuteczne w przekształcaniu światła w energię elektryczną. Te urządzenia oparte na krzemie już teraz zasilają miliony domów na całym świecie. Ale są też frustrująco sztywne, co utrudnia włączenie ich do upakowanych, heterogenicznych środowisk miejskich. Aby rozwiązać ten problem, zespół naukowców opracował elastyczne ogniwo słoneczne, które niedawno pobiło rekord wydajności w swojej kategorii.

Jest to nazywane organicznym ogniwem słonecznym jednozłączowym na bazie roztworu, co oznacza, że ​​składa się z dwóch rodzajów dwóch różnych warstw polimeru osadzonych na zginanej folii. Naukowcy z Uniwersytetu Erlangen-Norymberga w Niemczech i Politechniki Południowochińskiej osiągnęli wydajność konwersji na poziomie 12,25% na powierzchni jednego centymetra kwadratowego, co stanowi znaczący wzrost w stosunku do poprzedniego rekordu 9,7%. Grupa opublikowała swoje wyniki w czasopiśmie Energia natury.

Konwencjonalnie stosowane ogniwa fotowoltaiczne nadal w dużej mierze wygrywają konkurs konwersji, z maksymalną teoretyczną wydajnością 29 procent. Ale ulepszone elastyczne ogniwa słoneczne oferują interesujący kompromis: że są elastyczne, co oznacza, że ​​pewnego dnia możemy mieć budynki w gęsto upakowanych miastach dosłownie owinięte warstwą paneli słonecznych. Możliwość pokrycia znacznie większej powierzchni może zrekompensować to, czego obecnie brakuje komórkom.

Ogromne farmy słoneczne z Chin do Kalifornii zrewolucjonizowały sposób, w jaki możemy wykorzystać niesamowitą ilość energii świetlnej, jaką promienie słoneczne promieniują na Ziemię każdego dnia. Ale tego rodzaju macierze są astronomicznie drogie i wymagają ogromnych połaci niewykorzystanej ziemi.

Elastyczna alternatywa przedstawiona w tym badaniu wykorzystuje mniej materiałów - co obniża koszty produkcji - i może być wdrożona w istniejącej infrastrukturze. Dr Ning Li, naukowiec zajmujący się materiałami w FAU, powiedział, że ten wspólny wysiłek znalazł formułę, która prawdopodobnie doprowadzi elastyczne badania ogniw słonecznych do przodu.

„Myślę, że najlepszym sposobem na opisanie naszej pracy jest wyobrażenie sobie pudełka klocków Lego”, wyjaśnił Li. „Nasi partnerzy w Chinach wprowadzili i dostosowali pojedyncze grupy molekularne do struktury polimeru, a każda z tych grup wpływa na szczególną cechę, która jest ważna dla funkcji ogniw słonecznych”.

Następnym krokiem w tym projekcie jest opracowanie większego prototypu, aby rozpocząć testowanie.

Te elastyczne komórki nie zastąpią niezawodnych ogniw na bazie krzemu, ale będą je uzupełniać. Domy wiejskie i podmiejskie z większą przestrzenią będą prawdopodobnie nadal używać wysoce wydajnych, ale sztywnych ogniw. Ale kiedy przyszłe wieżowce poruszają się niepostrzeżenie, by pomieścić wiatr, panele słoneczne przyszłości mogą kiedyś się zgiąć.

$config[ads_kvadrat] not found