Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1 - Мини сферы из кремния для солнечных батарей
Рисунок 2 - Структура сферического элемента солнечной батареи
Рисунок 3 - Применения. Практически прозрачное оконное стекло-батарея с 46200 сферами и питание портативного устройства.

Ловя лучи

Ключевые слова:  кремний, солнечная батарея

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

13 декабря 2010

Японский ученый Kyosemi опубликовал статью в журнале Nature (выпуск сентябрь 2010), в которой рассказал о создании технологии, позволяющей собирать солнечный свет во всех, каких только возможных, направлениях. Идея проста - сделать собирающий элемент солнечной батареи сферическим с целью повышения полезной площади устройства (рисунок 1), а значит и его КПД. Солнечными ячейками теперь станут сферы диаметром 1-2 мм все из того же кремния.
Их можно получить несколькими способами, большинство которых находится еще в процессе разработки или усовешенствования. Kyosemi для получения своих сфер использовал расплавленный кремний. Расплавленный кремний стекает в специальную трубку и в процессе свободного падения приобретает сферическую форму. Полученные кремниевые сферы легируются фосфором для получения p-n перехода (рисунок 2), занимающего практически всю площадь поверхности сферы. Электроды располагаются с противоположных сторон сферы, формируя контакты внешнего донорного и внутреннего акцепторного слоя.
Сферические батареи обладают преимуществами по сравнению с обычными плоскими батареями. Во-первых, это независимость выходных параметров от угла падению солнечного излучения. Это позволяет более эффективно использовать падающий свет при малых углах падения в солнечные дни, а также - рассеянный свет, когда на улице пасмурно. Во-вторых, конструкция солнечных модулей позволяет использовать их в качестве "казачка" в оконных стеклах (рисунок 3 слева) или размещать на поверхностях любой формы для сбора солнечной энергии. Кроме того, это еще существенно сэкономит расход кремния при производстве солнечных батарей.
Kyosemi провел эксперимент для сравнения эффективности конвертации солнечной энергии в электрическую между обычным фотовольтаическим модулем и модулем со сферическими частицами. Результат показал, что выходные мощности отличаются в 2.7 раза в пользу модуля со сферическими частицами.
Батареи на основе сферических частиц могут быть гибкими, что теоретически позволяет размещать их на поверхностях любой формы и размера. И в скором времени они могут появиться на одежде, зданиях и вообще в самых неожиданных местах, которые так или иначе подвергаются действию солнечного излучения.


Источник: Nature Photonics



Комментарии
Юный максималист, 13 декабря 2010 02:03 
Но солнце ведь сверху светит
"... технологии, позволяющей собирать
солнечный свет во всех, каких только
возможных, направлениях..."
Л В А, 13 декабря 2010 07:07 
Красивая идея, рулонный кровельный материал с КПД процентов 15, но нет конкретных физических х-к полученных образцов и, если есть, изделий с их использованием.
И чего тут удивительного?
Площадь поверхности сферы - 4ПиR2
Площадь поверхности круга того же радиуса ПиR2.
То есть при 4-х кратном увеличении площади поверхности он получил прирост мощности в 2,7 раза. В чистом виде - проигрыш.

Единственно, что технология не требует выращивания и распила монокристаллов (хотя кремний высокой чистоты всё равно нужен)
Клюев Павел Геннадиевич, 13 декабря 2010 10:13 
но ведь все равно прирост то получен, а в затраты же входит не стоимость единицы площади, мало ли, вдруг и правда такая технология будет дешевле и эффективнее?
Клюев Павел Геннадиевич, 13 декабря 2010 10:15 
я имею ввиду нельзя же сравнивать метр квадратный площади круга и сферы относительно выдаваемой мощности, у них же разные технологии получения, а значит и стоят то они по-разному
Пастух Евфграфович, 13 декабря 2010 11:10 
Посмотрим, - это не в Венеру попадать, репетируй хоть до японского посинения, ещё и на зеркало наклеят эти японские шарики.
Павел Геннадиевич, надо считать. Расход кремния вроде как больше - это минус, но нет стадии роста монокристаллов - это плюс. Прочность больше - это плюс, наклеивать это всё на подложку - это минус.

Мало данных.
Осудить каждый горазд, а вот что-то придумать... Завидовать надо молча
Владимир Александрович, пару лет назад я придумал и реализовал что-то похожее. Идея была в увеличении эффективной площади материала за счёт иммобилизации на поверхности сферических коллоидных частиц.

Кстати, на прямом солнечном свету (перпендикулярно к поверхности) этот модуль выигрыша не покажет вообще. Вот на рассеянном - это да.
Александр Ринатович, да я же за Вас только рад, если всё реализовано и уже тем более нашло своё применение!
Применения не нашло...
Почему же Александр Ринатович?
Палии Наталия Алексеевна, 15 декабря 2010 12:00 
А вот фирма Sony, наверное, найдет применение
окнам, преобразующим солнечный свет в электричество , правда использовали они "dye-sensitized solar cell (DSSC)"
Юный максималист, 15 декабря 2010 12:15 
А dye-sensitized TiO2 батареи сейчас единственные более-менее эффективные и
прозрачные (вернее, цветные).
Да, забавно, что такой параметр как внешний вид
утройства начинает играть все большую роль в
коммерциализации новинок.
В соборах будущего витражи уже будут, наверно,
из солнечных батарей делать

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наноженщина Пикассо
Наноженщина Пикассо

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.