211service.com
Krok naprzód dla plastikowych ogniw słonecznych
Rekordowe polimerowe ogniwo słoneczne wykonane przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles przekształca 10,6 procent energii słonecznej w energię elektryczną. Wydajność ogniwa przewyższa poprzedni rekord 8,6 proc., ustanowiony w lipcu ubiegłego roku przez tę samą grupę.
Polimerowe ogniwa słoneczne są elastyczne, lekkie i potencjalnie niedrogie, ale ich wydajność pozostaje w tyle za konwencjonalnymi ogniwami wykonanymi z materiałów nieorganicznych, takich jak krzem. Cel badaczy, kierowanych przez Aby skontaktować się z Yang , profesor materiałoznawstwa i inżynierii na UCLA, ma stworzyć polimerowe ogniwo słoneczne, które może konkurować z cienkowarstwowymi ogniwami krzemowymi. Rekordowe ogniwo Yanga, dzięki nowemu polimerowi fotowoltaicznemu opracowanemu przez japońską firmę, Sumitomo Chemical , to znak, że naukowcy są coraz lepsi w wytwarzaniu ogniw słonecznych z tych wybrednych materiałów.
Nowe plastikowe ogniwo słoneczne łączy dwie warstwy, które działają z różnymi pasmami światła — polimer, który działa ze światłem widzialnym i taki, który działa ze światłem podczerwonym. Widmo słoneczne jest bardzo szerokie, od bliskiej podczerwieni przez podczerwień do ultrafioletu, a pojedynczy składnik ogniwa słonecznego nie jest w stanie zrobić wszystkiego, mówi Yang.
Najlepsze nieorganiczne ogniwa słoneczne są również urządzeniami wielowarstwowymi, ale wykonanie wielowarstwowych organicznych ogniw słonecznych było trudne. Polimery można drukować z roztworu, jak drukowanie tuszem na papierze, co jest zarówno podstawową zaletą technologii, jak i obciążeniem, mówi Alan Heeger , który w 2000 r. otrzymał Nagrodę Nobla za współodkrycie polimerów przewodzących. Nie ma wysokich temperatur, a produkcja jest prosta, mówi. Ale znalezienie odpowiednich rozpuszczalników do drukowania każdej warstwy w komórce bez przenikania do warstwy poniżej jest trudne. Im więcej warstw, tym bardziej złożony staje się problem. Wyzwaniem jest również dopasowanie właściwości elektrycznych każdej warstwy, podobnie jak połączenie ich ze sobą.
Yang mówi, że chce wyprodukować polimerowe ogniwo słoneczne o wydajności 15 procent. Zauważa, że wskaźniki wydajności zwykle spadają o około jedną trzecią, gdy ogniwa słoneczne są wyjmowane z laboratorium i sprzedawane w działających modułach. Polimerowe ogniwo słoneczne, które testuje się w laboratorium z 15-procentową wydajnością, prawdopodobnie wytworzy moduł o 10-procentowej wydajności, co zdaniem Yanga jest wystarczająco dobre, aby konkurować z cienkowarstwową krzemową energią słoneczną.