Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема работы органической солнечной батари
Схема работы ячейки Гретцеля
Схема работы солнечной батарея с промежуточной зоной
В Бельгии почти нет солнца, зато на каждой яхте - по солнейной батарейке.

Солнечные батарейки - в каждый дом!

Ключевые слова:  DSSC, osc, периодика

Автор(ы): Уточникова Валентина Владимировна

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

05 апреля 2012

Предстоящее истощение ископаемых видов топлива диктует растущий спрос в области восполняемой энергетики, а недавняя трагедия в Японии заставляет отказаться от ядерного топлива и сосредоточиться именно на энергии солнечного света. Органические фотоэлементы, особенно на основе полимеров, привлекают в последние годы большое внимание благодаря низкой стоимости, потенциально высокой мощности и эффективности преобразования энергии. К настоящему моменту КПД полимерных солнечных ячеек, основанных на системе полимер-фуллерен, приближается к 10%. Производные фуллерена сегодня являются основным типом молекул n-типа для полимерных солнечных элементов благодаря их высокой электроотрицательности и высокой подвижности электронов.

Еще одна интересная разработка в области солнечных батарей – это сенсибилизированные красителем солнечные элементы, или ячейки Гретцеля, как их принято называть в русскоязычной литературе по имени их создателя, проф. Гретцеля из EPFL, Швейцария. В этих ячейках функции поглощения света, транспорта электрона и транспорта дырок выполняются отдельными материалами. Ячейки Гретцеля используют энергию окислительно-восстановительных реакций, и, используя этот подход, ученые смогли увеличить эффективность преобразования света до 11%, а сегодня, заменяя красители и red-ox систему, появляются реальные перспективы в скором времени достичь эффективности преобразования энергии более чем до 15%.

В 2004 году был продемонстрирован новый класс солнечных элементов – солнечные элементы с промежуточной зоной. Эти ячейки состоят из материала с промежуточной зоной, заключенного между двумя обычными материалами n- и р-типа. Фотоны с энергией меньше, чем зазор между зоной проводимости и валентной зоной, могут быть поглощены в два этапа: сначала между валентной зоной и промежуточной зоной, а затем между промежуточной зоной и зоной проводимости. Исследователи в этой области ожидают, что объемные солнечные батареи с промежуточной зоной могут повысить мощность преобразования энергии современных тонкопленочных солнечных батарей.

Важным свойством солнечных батарей является поглощение света, рост которого приводит и к росту производимой энергии. Поглощение света может быть улучшено за счет использования более толстого слоя материала для увеличения длины оптического пути, но это противоречит всем усилиям по снижению стоимости модулей солнечных батарей за счет уменьшения толщины ячейки. Ответом на этот компромисс могут стать поверхностные плазмоны: направление их распространения - вдоль поверхности металл-диэлектрик и, следовательно, не зависит от толщины ячейки. Ученые отмечают, что при должном формировании и упорядочении металлических наночастиц можно очень эффективно повысить производительность фотоэлементов.

Другой способ добиться эффективного поглощения света – это более грамотный сбор ячейки. Недавний прогресс в развитии солнечных элементов на основе коллоидных квантовых точек, диаметр которых можно непрерывно менять, показал, что при грамотном подборе можно получить набор квантовых точек, поглощающий свет во всем солнечном спектре.

Чтобы захватить также и УФ излучения, в солнечные батарейки можно ввести дополнительные переизлучающие слои: эти материалы будут поглощать свет в УФ диапазоне и излучать видимый свет, который будет поглощаться ячейкой. Использование up-конвертеров позволяет также переизлучать поглощаемый свет в ИК диапазоне в видимую область.

А что же с более развитыми кремниевыми солнечными батарейками? Стюартом Венхам, технический директор компании Suntech, одного из крупнейших мировых производителей кремниевых солнечных панелей, утверждает, что Suntech в своих коммерческих кремниевых солнечных элементах недавно достигли эффективности преобразования энергии до 20,3%. Для производителей солнечных ячеек основной задачей является снижение затрат, и Венхам указывает, что это может быть достигнуто как за счет повышения эффективности преобразования энергии, так и сокращения затрат производства. Как только стоимость солнечной энергии упадет ниже стоимости ископаемой энергии, этот рынок действительно сильно вырастет.

По прогнозам специалистов к концу этого столетия мировое энергопотребление вырастет более чем в четыре раза. Несмотря на быстрый прогресс в исследовании фотоэлектронных устройств, основной задачей в настоящее время является разработка методов хранения энергии, собранной в течение дня, для ее использования в ночное время. Только при решении этой проблемы солнечная энергетика сможет достаточно быстро расти, чтобы занять место основного поставщика восполняемой энергии.



Средний балл: 9.4 (голосов 7)

 


Комментарии
Интересно, а сколько эти полимерные солнечные батарейки стоят или же будут стоить, хотя бы в сравнении с кремниевыми. Можно даже сравнить стоимость 1 Вт энергии.
вот их стоимость в сравнении с кремнием как раз называется их основным преимуществом, ничто не сравнится с кремниевым монокристаллом :)
А вот стоимость 1Вт уже после установки пока дороже намного из-за низкой по ср с кремнием эффективности...
А другие публикации где-нибудь можно найти?
О солнечной энергетике вообще?
Готовится серия.
Палии Наталия Алексеевна, 14 апреля 2012 21:18 
Солнечные батарейки - в каждый дом- пока только на улице, возле домов - В Москве появились светофоры на солнечных батареях
на севере солнце не очень балует, фонарики возле домов не светят и 2 часов. Флип-флоп-вот что работает)) абсолютно ненужный предмет интерьера каждого второго автомобиля
Палии Наталия Алексеевна, 26 апреля 2012 13:56 
На сколько я знаю в Турции, используют солнечные батареи для нагрева воды. Очень выгодно. Статья на 10-)

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

 

Ну что, Данила-мастер, не выходит каменный цветок ?
Ну что, Данила-мастер, не выходит каменный цветок ?

Территория STEM 2020
20 ноября в онлайн-формате состоится ежегодная конференция проекта "Стемфорд" - Территория STEM 2020. Тема 2020 года - "Подготовка инженеров будущего: партнерство образования, науки и бизнеса".

Актуальные проблемы неорганической химии 2020
Приглашаем студентов, аспирантов и молодых ученых принять участие в XIX Всероссийской конференции «Актуальные проблемы неорганической химии: материалы для генерации, преобразования и хранения энергии», которая будет проходить 13-15 ноября 2020 г. в on-line формате

Начинается XV Олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!"
Совсем скоро начнется юбилейная XV Всероссийская Интернет-олимпиада по нанотехнологиям «Нанотехнологии – прорыв в будущее!». Предлагаем ознакомиться с актуальной информацией и расписанием Олимпиады.

Нобелевская премия за графен, или 10 лет спустя
Алексей Арсенин
О том, как графен повлиял на развитие науки и промышленности и можно ли его назвать материалом будущего — заместитель директора Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, кандидат физико-математических наук Алексей Арсенин

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

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.

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!



 
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.