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

 

Золотая рыбка
Золотая рыбка

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.