Strona Główna > Lista Artykułów Aktualności > Nowe ogniwa słoneczne z drutów krzemowych

 

Opracowanie redakcja e-automatyka.pl 2010-03-15

Nowe ogniwa słoneczne z drutów krzemowych

Nowe ogniwa słoneczne z drutów krzemowych

Amerykańscy naukowcy z Pasadeny zbudowali ogniwa słoneczne za pomocą długich odcinków cienkich drutów krzemu, które są osadzone na podłożu polimerowym. Ogniwa te charakteryzują się wyjątkową elastycznością oraz zwiększoną skutecznością. Konstrukcja zwiększa pochłanianie promieni słonecznych i przekształca fotony w elektrony. Ogniwa słoneczne posiadają wszystkie pozytywne cechy tradycyjnych ogniw słonecznych, ale z wykorzystaniem ułamków drogich materiałów półprzewodnikowych, które są wymagane w konwencjonalnych ogniwach słonecznych.

Ogniwa te są pierwszymi, które przekroczyły skuteczność konwencjonalnych materiałów światło chłonnych - mówi Harry Atwater, Howard Hughes, profesor z fizyki stosowanej i inżynierii materiałowej oraz dyrektor Instytutu Resnick Caltech. Tradycyjne materiały bazują na świetle słonecznym. Krzemowe natomiast są w stanie zaabsorbować do 96% procent światła słonecznego o jednej długości fali, ale także 85% wszystkich fal emitowanych przez słońce. W czasopiśmie "Nature Materials" 14 lutego opublikowano ocenę skuteczności takich ogniw. Zaznaczono w nim, że nowe ogniwa absorbują znacznie więcej "przydatnej" energii. Wiele materiałów jest w stanie absorbować światło słoneczne całkiem dobrze, ale nie potrafią przetworzyć tej energii na elektryczną (np. czarna farba). W nowych ogniwach najważniejszym jest to, że wchłaniania energii słonecznej generuje ruch nośników ładunku elektrycznego.

W nowcyh ogniwach istnieje możliwość zamiany fotonów na elektrony w zakresie 90-100%. Z technicznego punktu widzenia przewody maja niemal 100% sprawność kwantową. Dzięki temu ich sprawność również jest bardzo wysoka. Główną przyczyną sukcesu tych ogniw słonecznych są przewody krzemu, z których każdy pas krzemu jest niezależnym wysokiej wydajności i wysokiej jakości ogniwem słonecznym. Zebrane druty w zorganizowaną siatkę są bardziej skuteczne niż pojedyncze ponieważ oddziałują wzajemnie na siebie zwiększając zdolność do pochłaniania światła. Światło docierając do przewodu jest częściowo pochłaniane, a częściowo odbijanie, kierując tą część do innego drutu. Całość więc staje się tablicą absorbcyjną. Efekt ten występuje mimo niegęstej struktury drutów. Światło docierające pierwszy raz do drutów i odbite uznane lub przechodzące pomiędzy przewodami zostało by za zmarnowane. Na początku celem było umieszczenie drutów jak najbliższej siebie. Jednak później naukowcy uświadomili sobie że może być wchłaniane więcej światła niż tylko na zwykłej powierzchni drutów.

Druty krzemu mają długość od 30 do 100 mikronów, a tylko 1 mikron średnicy. Jednak tylko 2% to krzem, pozostałe 98% to polimer. Innymi słowy, nowe ogniwa mają grubość konwencjonalnych ogniw słonecznych, jednak

Innymi słowy, te tablice mają grubość konwencjonalnych ogniw słonecznych krystalicznych, ich wielkość jest równoważna dwóm warstwom tradycyjnych siatek ogniw słonecznych. Ponieważ krzem jest kosztownym materiałem tradycyjnych ogniw słonecznych, nowe będą znacznie tańsze w produkcji. Kompozytowy charakter tych ogniw słonecznych, przyczynia się również to ich elastyczności. Dzięki temu mogą być produkowane folie i zbierane w role, obniżając jeszcze bardziej koszty produkcji.

Następnym celem badań jest zwiększenie napięcia operacyjnego i całkowitej wielkości ogniwa słonecznego. Obecnie istniejące ogniwa mają wymiary centymetrów kwadratowych. Teraz należy pracować nad możliwością powiększenia ogniw do normalnych rozmiarów. Naukowcy są na dobrej drodze, aby udowodnić, że normalne rozmiary ogniw są tak samo skuteczne jak małe.

Zapraszamy do skomentowania artykułu

Treść opini 
Popis 

Pozostałe artykuły z tej kategorii