Солнечные батареи новые технологии. Новые солнечные батареи
Солнечные батареи новые технологии | Мир невидимого
Коллектив учёных из кембриджского университета разработал новый тип солнечных батарей, у которых максимальная эффективность по сравнению с обычными солнечными батареями, больше на 25 процентов, сообщает АйтиХак.
Традиционные солнечные элементы относительно неэффективны в плане захвата солнечного света и в следствии этого многие из них, особенно синие фотоны, заметно теряют тепло. В результате, этого традиционные солнечные элементы могут преобразовывать только около 34-х процентов солнечного света в электричество.
Команде из Кембриджа, удалось повысить эту отметку до 44 процентов. Они разработали гибридные клетки, которые поглощают красный свет, а также используют дополнительную энергию в виде синего света, чтобы повысить электрический ток.
Как правило, солнечный элемент генерирует один электрон для каждого захваченного фотона. Тем не менее, добавив пентацена и органического полупроводника, солнечные батареи могут генерировать два электрона на каждый фотон из синего спектра света.
Органические и гибридные солнечные элементы по сравнению с нынешней кремниевой технологией имеют весомое преимущество, так как их можно производить в больших количествах и при низких затратах. Однако, значительная часть расходов при постройке солнечной электростанции это земля, установка оборудования и оплата труда рабочим, заявил Бруно Эрлер, ведущий автор статьи.
В результате, даже если органические солнечные батареи дешевле, мы должны повысить их эффективность, чтобы сделать их конкурентоспособными. В противном случае, это будет похоже на покупку дешёвых копий, дорогих картин.
Ученые придумали солнечные батареи из дерева
На днях ученые из Университета Пардью сообщили о создании принципиально нового тапа фотоэлектрических элементов из природных субстратов. Если конкретнее, речь в данном случае идет о солнечных батареях из дерева, пишет Химпром .
В настоящее время органические фотоэлектрические элементы наносятся на стекло, пластик или бумагу. Каждый из этих материалов имеет свои минусы: невозможность эффективной переработки, низкая экологичность, ограниченная производительность и т.д. Новая технология является самой экологичной и эффективной.
Представьте, что фотоэлектрические ячейки листья на дереве. Они собирают солнечный свет и могут превращать его в энергию. Именно этим и являются новые солнечные батареи, которые производятся из природного сырья и очень быстро перерабатываются, если возникнет такая необходимость. Эта технология поможет нам сделать огромный шаг на пути создания масштабируемых и экологически чистых систем выработки энергии.
Исследователи разработали солнечные батареи с использованием природных субстратов, полученных из древесины. Эти субстраты были переработаны в целлюлозные нанокристаллы , из которых ученые создали оптически прозрачную подложку. Свет легко проходит через этот материал, а затем он поглощается очень тонким слоем органического полупроводника.
Такие фотоэлектрические элементы могут быть быстро переработаны с помощью воды в конце их жизненного цикла. Во время процесса переработки, солнечные батареи погружаются в воду при комнатной температуре. Через несколько минут субстрат CNC растворяется, и фотоэлектрические элементы могут быть легко разделены на основные компоненты.
На данном этапе новые фотоэлементы демонстрируют эффективность преобразования энергии на уровень всего лишь 2.7 процента. Это мизер, учитывая, что доступные на рынке солнечные панели имеют КПД в районе 16 процентов. Но для продуктов, которые были получены целиком и полностью из возобновляемого сырья, что это беспрецедентное достижение, по мнению исследователей. Уже сейчас они ведут поиск механизмов, которые позволят сделать новые фотоэлементы эффективнее. Исследователи стремятся достичь эффективности преобразования энергии на уровне 10 процентов.
Органические солнечные батареи продолжают совершенствоваться. Их эффективность растет. Это дает инженерам широкий спектр способов применения данной технологии, сказал профессор Бернард Киппелен, руководитель проекта и глава COPE. Но органические фотоэлектрические элементы должны быть пригодны для вторичной переработки. В противном случае, решая одну проблему , мы создаем другую создаем системы, которые позволяют вырабатывать энергию из возобновляемых источников, но могут быть переработаны в конце своего жизненного цикла.
Зарядное устройство на солнечных батареях
В XXI веке трудно представить себе повседневную жизнь без сотового телефона. Начиная от звонков и текстовых сообщений и заканчивая музыкой, веб-браузером и играми, наши мобильники делают жизнь легче и ярче. Поэтому когда аккумулятор садится, а рядом нет источника питания это всегда трагедия.
Бывают ситуации, когда нет доступа к источнику питания на протяжении нескольки часов, например при отключении электроэнергии или в дороге. Незаменимым помощником в подобной ситуации станет зарядное устройство, работающее на солнечной энергии.
Уже существует огромное количество зарядных устройств на солнечных батареях, поэтому чтобы не оплошать при покупке, стоит четко знать, каким требованиям должно отвечать устройство. Прежде всего стоит обратить внимание на совместимость зарядного устройства с вашим телефоном, ведь иначе оно будет бесполезным. В лучших моделях есть несколько адаптеров, в том числе весьма распространенные разъемы для мини-USB и iPhone. Некоторые зарядные смогут подзарядить другие устройства планшеты, камеры и даже ноутбуки.
Немаловажна и мощность устройства некоторые смогут полностью зарядить совершенно разряженный телефон за 2 часа, другим на это понадобиться 4 часа, а третье устройство сможет быстро восстановить заряд сразу двух телефонов. Некоторые устройства имеют дополнительную батарею, которую необходимо заряжать от сети, поэтому работают даже в пасмурную погоду и ночью. Минус этой батареи в том, что она делает некоторые модели слишком громоздкими и некомпактными. Обратите внимание также на количество панелей чем их больше, тем быстрее будет заряжаться ваша техника.
Мобильный телефон это не только игрушка, но и связь с миром. Бывают ситуации, в которых жизненно важно, чтобы телефон был заряжен начиная от поездки и заканчивая чрезвычайными ситуациями. Правильно подобранное зарядное устройство на солнечном свете выручит вас в любой непредвиденной ситуации.
Но если вы приобретете более более мощное зарядное устройство, тогда к нему может быть подключена и электрическая кофемолка. которая позволит вам готовить вкусный и ароматный кофе по утрам.
Китайский производитель солнечных панелей Suntech Power разработал новый способ изготовления кремниевых пластин. Как утверждают представители компании – их технология позволит удешевить производство солнечной электроэнергии на 10-20 %. А это в свою очередь даст существенный толчок к дальнейшему развитию альтернативных источников энергии.
Ученые и инженеры компании разработали совершенно новый способ изготовления пластин монокристаллического кремния, из которых составляются высокоэффективные солнечные элементы. Новая технология позволяет значительно снизить именно себестоимость производства монокристаллического кремния. Она сопоставима со стоимостью производства низкокачественных поликристаллических кремниевых пластин и вдвое меньше, чем стоимость производства аналогичных монокристаллов, сделанных по устаревшим технологиям. За счет этого в полтора раза снижается себестоимость полностью готовой солнечной батареи.
Новый технологический процесс, а вернее его идея, был запатентован еще 20 лет назад, но до сих пор не был использован практически. И вот только теперь китайская компания взяла его на вооружение. При создании монокристаллов по старым технологиям предполагалось нагревание кремния до 1400°С , а затем погружение затравки в расплавленный раствор. Монокристалл формировался путем кристаллизации кремния на протяжении пары дней. При этом на протяжении всего времени сосуд с расплавленным кремнием должен был быть постоянно горячим. Дорогостоящим производство делала расходуемая энергия на нагревание и длительное время процесса. Технологии производства поликристаллов были менее затратными, но эффективность самих солнечных элементов была намного ниже монокристаллических.
Как заявил Стюарт Венхем – технический директор Suntech, компания уже начинает продажу солнечных батарей произведенных по новой технологии. Эта новость стала неожиданностью для США и европейских стран, которые в последнее время пытаются производить солнечные батареи по тонкопленочной технологии. Хотя в теории тонкопленочная технология превосходит кремниевую исходя из расчета стоимости произведенной электроэнергии. Но китайские разработчики за счет государственной поддержки и разработки все новых и более совершенных технологий производства кремниевых пластин, находятся на шаг впереди своих конкурентов. Что ж – здоровая конкуренция только на пользу развитию альтернативных источников энергии.
Источники: texnomaniya.ru, xn--80afhzdhbf.xn--p1ai, www.segodnya.ua, ecofriendly.ru, scsiexplorer.com.ua
Деньги для работы на Форексе
Начинающие трейдеры ломают голову над тем, где взять нужную сумму для работы на бирже Форекс. Многие спешат, не могут сориентироваться, совершают ...
Где искать могилу Чингисхана. Часть2
Как правило, подобные государства, созданные волей одного, пусть даже выдающегося человека, существуют лишь малое время, пока жив их создатель, в крайнем ...
Нло на Байкале
Неделю назад участники экспедиции «Космопоиска» прибыли на Байкал. Исследователи паранормальных явлений со всей России несколько дней следили за небом над Байкалом ...
Альтернативная электроэнергия
Каждый электронщик в своей жизни хоть раз попытался собрать по чьим-то инструкциям генератор дармовой энергии. На самом деле, возможно ли такое? ...
Су-25СМ «Грач»
Экипажи новейших штурмовиков СМ-25 Грач, авиабазы Южного военного округа, дислоцированной в Краснодарском крае, приступили к отработке навыков пилотирования на ...
Тайны авиакатастроф
Какая бы не произошла авиакатастрофа в СССР, а потом — России — ни одну из них на моей памяти комплексно и до «донышка солнца» не расследовали. Для этого следаки СКР ...
Поиск жизни на Марсе
Крисс Карр и его коллеги являются авторами оборудования SET-G, которое будет установлено на марсоход в проекте ЭкзоМарс. Его главной ...
Послания духов
Существует множество способов доносить информацию из потустороннего мира. Послания духов чаще всего передаются словесными образами, через медиумов во время спиритических сеансов. Миссис ...
Грозная надпись на саркофаге
Осенью 1922 года в истории археологии произошло знаменательное событие. Английский археолог Говард Картер обнаружил в Долине царей гробницу фараона Тутанхамона. ...
www.objectiv-x.ru
Новое поколение солнечных батарей
Ученые разработали новое поколение солнечных батарей, которые эффективней ископаемого топлива. Система получила название Amonix 7700 Concentrated Photovoltaic or CPV Generator.
Ученые утверждают, что эта технология весьма компактна и не занимает, много пощади, так как панель устанавливается на мачту. В целом затраты на установку новой системы в 2 – 3 раза ниже, чем на сборку батарей работающих на основе амфорного кремния.
Сама же установка процесс сложный, похожий на тройную систему на основе ячеек галлия. Плюс новой системы в том что, эта технология мало восприимчива к высоким температурам. А для того чтобы повысить солнечную плотность в 500 раз Amonix 7700 использует линзы Френеля.
Солнечные панели
Процесс фотосинтеза стал основой для создания солнечных панелей. Ученые пытаются воспроизвести созданный природой процесс при помощи современных устройств и систем. До сегодняшнего дня специалисты придумывают новые способы использования энергии солнечного света для превращения её в электроэнергию, и пока были неплохие результаты. Современные солнечные электростанции могут преображать до 50 процентов энергии. Однако наука не стоит на месте и ученые обнаружили, что более высокий КПД станций можно достигнуть благодаря сочетанию фотосинтеза шпината и фотоэлектрических элементов, выполненных из кремния.
Еще 40 лет назад эксперты обнаружили, что если извлечь один из белков из растений, например, шпината, то он продолжит выполнять функцию фотосинтеза. Эту гипотезу взяли в разработку, и оказалось, что такой белок способен преобразовать солнечный свет в электрическую энергию практически на 100 процентов.
Независимые эксперты начали использовать открытие в разработке новых солнечных батарей. Они извлекают из листьев белок PS1 и производят электрический ток при воздействии на белок солнечного света. Далее они стали работать над созданием солнечных батареи, использующих данный белок.
Ученые наносили водный раствор белка на подложку, в вакууме выпаривали воду и получался тонкий слой белка на подложке. Технология до сих пор не совершенна, но над этим работают многие специалисты. И кто знает, может, в ближайшее время появится совершенно новое поколение солнечных батарей, которые будут работать на белке от шпината.
Ученые изобрели технологию охлаждения помещения летом с помощью солнечных панелей Аэропорт Кочин в Индии будет использовать энергию от солнечных панелей Новый вид солнечной электростанции будет работать уже этим летом КПД тонкопленочных солнечных панелей в 11,1% стал реальностью.
Не стоит забывать, что добрая половина важных и эпохальных изобретений берет свое начало в Древнем Китае, который был издавна известен своими умельцами. Трудно представить мир без бумаги, а фарфоровые изделия ценятся и спустя несколько тысяч лет.
Новое поколение солнечных батарей
Существующие сейчас солнечные батареи трудно устанавливать, они хрупкие и громоздкие. Поэтому для получения большого количества энергии они применяются исключительно в промышленных масштабах и следствии своей дороговизны не так сильно распространены в промышленности. Но такое положение дел может измениться через десяток лет, солнечные батареи будут клеиться на стены как обои.
Сегодня установки соленных батарей довольно громоздкие, сложные в монтаже и эксплуатации. Поэтому применяются в основном в промышленности, но в следствии дороговизны не так распространены как другие альтернативные источники энергии. Но вскоре такое положение дел должно измениться, солнечные батареи будут клейться как обои на стены.
Разработки ученых технического Массачусетского института изобрели тип печати, позволяющая наносить солнечные батарей из полупроводников на бумажный компонент. Благодаря этому открытию, бумажные батареи можно будет устанавливать с помощью степлера.
Сейчас, эффективность таких батарей невысока, к.п.д. солнечной батареи невелика и составляет на сегодняшний день 1,5-2%, но при размещении на большой территории, стоимость их будет меньше. Так же не будем забывать о технологических успехах ученых в этих разработках, которым удается изобретать все более эффективные Электра устройства.
Полупроводник наноситься на любую твердую основу. При использовании стабилен в комнатной температуре и окружающей среде. Технология перспективна для применения в электрозависимых гаджетах. Несмотря на такую практичность и явное преимущество в эксплуатации. исследователи утверждают, что до полного завершения испытаний и производство в промышленных масштабах таких солнечных батарей должно пройти еще 5-10 лет.
Солнечные батареи из слоистых структур
Ученые предложили новую слоистую конструкцию солнечных батарей из сплава кадмия-теллура-селена с разной концентрацией селена и теллура в слоях. Предложенная методика должна помочь оптимизировать эти преобразователи энергии так, чтобы преодолеть существующий на сегодняшний день «барьер» в 7% КПД. Важной особенностью предложенной схемы является низкая стоимость производства.
Хотя концепция многослойных солнечных панелей, производящихся методом напыления в вакуумной камере, была предложена достаточно давно, учёные лишь недавно смогли доказать, что для их производства можно использовать простое осаждение. Развивая предложенную идею дальше, группа ученых из Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation и University of Melbourne разработала многослойную структуру, состоящую из кадмия, селена и теллура, в которой периодически, слой за слоем, изменяется соотношение селена и теллура в сплавах кадмия-селена-теллура.
Исследователи формировали многослойные структуры путем нанесения на прозрачную проводящую поверхность раствора, содержащего нанокристаллы селена-кадмия и селена-теллура, диаметр которых был порядка 5 нм. После этого полученная пленка подвергалась химической и термической обработке, что позволяло увеличить диаметр нанокристаллов примерно до 50 – 100 нм. Этот процесс позволял привести оптические и электронные свойства полученной структуры в лучшее соответствие с задачей преобразования солнечной энергии в электрическую.
Описанный процесс повторяется несколько раз для создания последовательности слоев нужной толщины. Создание солнечного элемента завершается нанесением тонкого слоя нанокристаллов оксида цинка, что позволяет создать «правильную» электронную структуру результирующего солнечного элемента. Металлические электроды, обеспечивающие сбор фотогенерированных электронов и дырок, в такой солнечной батарее формируются из алюминия и закрепляются во время заключительного этапа на задней стенке полученной слоистой структуры.
Ключ к эффективному преобразованию солнечной энергии, по словам ученых, заключается в использовании последовательных слоев кадмия-теллура и кадмия-селена. Было обнаружено, что такая смесь при нагревании до 350 градусов не остается сочетанием отдельных кристаллов, а превращается в сплав, свойства которого отличаются от «чистого» кадмия-теллура и кадмия-селена. Причем, изменяя соотношение селена и теллура в этих сплавах, ученые могут настраивать свойства материала для поглощения в широком диапазоне длин волн.
В частности, эксперименты показали, что включение нужных слоев в структуру позволяет расширить спектральную полосу поглощения солнечного элемента на инфракрасную область. Известно, что эта часть спектра чрезвычайно важна для солнечных батаре, т.к. в ней лежит около 40% излучения солнца.
В ближайшем будущем команда планирует исследовать свойства полученного ими сплава для повышения эффективности созданных на его основе солнечных батарей.
Производство российских солнечных батарей
Более полувека назад объектом изучения физика Жореса Алферова стали полупроводниковые гетероструктуры. Спустя почти 40 лет, его исследования были по достоинству оценены Нобелевским комитетом, присудившим ему премию по физике.
Однако возможность реализовать эти идеи появились только сейчас. Благодаря им, мы скоро увидим солнечные батареи следующего поколения. Они будут отличаться от своих ныне действующих предшественников, созданных по технологии тонкопленочного нанесения слоя кремния на стеклянную основу.
Идея академика Алферова состоит в замене основы на кристаллический кремний с полупроводниковыми наноструктурами. Такой энергопроизводящий солнечный модуль будет стоить вдвое дешевле и иметь вдвое больший КПД.
Новые солнечные батареи появятся уже в следующем году. На их основе будут создаваться автономные системы энергоснабжения и солнечные электростанции в удаленных районах Сибири и Дальнего Востока, а также на Крымском полуострове и в южных регионах России.
Источники: www.engindoc.com, batsol.ru, evolutiontechnical.com, sun-shines.ru, www.techcult.ru
Это интересно
Неуязвимый Левиафан – дракон из Ветхого Завета
Сознание современного человека приучено к тому, что современной науке известно почти все, хотя это, конечно, далеко не ...
Технология производства микропроцессоров
Микропроцессор - это интегральная схема, сформированная на маленьком кристалле кремния. Кремний применяется в микросхемах в силу того, что ...
Загадка Сфинкса
Тех, кому не удавалось верно ответить на загадку сфинкса, ждала мгновенная смерть… В преданиях и легендах ...
Парис и Елена
История Троянской войны началась с необдуманного, эгоистичного поступка царевича Париса. Однажды он был в гостях у царя ...
Организация бизнеса
Последний великан из рода Вукуба, Кабракан, как обычно двигал горы. Он брал их у основания и изо всех сил...
Дверь в параллельный мир
После свержения правителя тьмы Имира, братья-боги принялись за создание земной жизни. Из тела великана они сотворили землю округлой формы и поместили ее...
objective-news.ru
Новые солнечные батареи могут поглощать 99,7 процента света
Ученые из компании Natcore Technology, штат Нью-Джерси создали черный кремниевый солнечный элемент, который имеет средний коэффициент отражения 0,3 процента. По сравнению с наиболее эффективными солнечными элементами, существующими сегодня на рынке, разработка Natcore Technology имеет в десять раз меньшее отражение солнечного спектра.
Это является главной предпосылкой улучшения энергоэффективности солнечных батарей и, как следствие, повышения их конкурентоспособности по сравнению с традиционным ископаемым топливом.
Ученые создали черную поверхность кремниевых пластин, используя относительно простой процесс плавки в жидкой ванне. Получившаяся пористая поверхность пластины почти не отражает свет. Это очень ценная характеристика солнечного элемента, поскольку известно, что чем меньше отражение падающего света, тем больше солнечной энергии может быть преобразовано в электричество.
Также разработчики отмечают, что черные кремниевые солнечные элементы способны производить больше энергии, чем традиционные солнечные батареи, в любых условиях. Так, новые элементы более эффективны утром и вечером, когда солнце светит под углом, и даже когда небо затянуто облаками – в этом случае они максимально используют рассеянный свет. В крупномасштабных солнечных установках разница между существующими и новыми солнечными панелями может проявиться еще больше.
Недавно компания Natcore Technology получила эксклюзивную лицензию от Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) Министерства энергетики США на исследования и вывода на рынок черных кремниевых солнечных элементов на основе патента NREL. (Ранее ученые из NREL снизили коэффициент отражения солнечных панелей до двух процентов, однако, Natcore Technology удалось понизить его практически до нуля). В настоящее время компания работает с двумя поставщиками оборудования для разработки производственной линии для новых солнечных элементов, и даже появились потенциальные клиенты в Европе и Азии.
Еще одним весомым преимуществом новой технологии Natcore Technology является полная безопасность готовых панелей, поскольку в процессе их производства не используются опасные химические вещества.
Источник
___________________________________________________________
Читайте также:
www.ekopower.ru
