Физика,математика және ақпараттық технологиялар факультеті
-сурет- 1.1.Нано жетілдірілген күн технологиясының соңғы жетістіктері
жүктеу/скачать 4.15 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Бояуға сезімтал күн батареялары (DSSCS)
| 1-сурет-
1.1.Нано жетілдірілген күн технологиясының соңғы жетістіктері Нанотехнологияның дамуы пәнаралық қосымшаларға, соның ішінде күн технологиясына әкелді. Төменде күн энергетикасындағы нанотехнологияны қолданудағы соңғы жетістіктердің кейбірі келтірілген. Күн панелінің нано жабындары: бұл технологияның бір бөлігі ретінде күн панельдері күн модульдерін шаң мен кірден қорғауға көмектесетін қорғаныс жабынымен жабылған. Өнеркәсіптік және ауылдық аймақтарда ауа қатты ластанған және шаңды, бұл панельдердің ластану ықтималдығын арттырады. Егер панельдер ластанса, панельдегі шаң қабаты ішке енетін күн сәулесін жауып тастайды, бұл жарықтың сіңуін азайтады, демек, күн панелінің заряд өндірісі мен Шығыс тиімділігін төмендетеді. Сонымен қатар, күн панельдеріне қатысты тағы бір мәселе-олар мүк әсерінен болатын сызаттар мен зақымданулар сияқты беткі зақымдануларға бейім. Бұл сызаттар панельдің тиімді жұмысына кедергі келтіруі мүмкін. Осындай проблемаларға байланысты ғалымдар мен зерттеушілер панельдердің бетіне жағуға болатын нано жабындарды жасады. Бұл жабындар шаң мен кірдің панельге жабысып қалуына жол бермейді және күн сәулесінің түсуіне жол бермей, оңай төмен қарай жылжи алады. Сондай-ақ, беті панельде мүк немесе қыналардың өсуіне жол бермейді, осылайша панельді "өзін-өзі тазартады". Бұл жабындар сонымен қатар қыс мезгілінде бетті мұзбен немесе қармен жабуға жол бермейді және панельдерді сызаттар немесе басқа да ұсақ беттік зақымданулар сияқты сыртқы зақымданудан қорғайды. Сонымен қатар, нано жабындардың қосымша артықшылығы бар - олар жарқырауға қарсы, бұл панель арқылы жарық өткізгіштігін арттыруға көмектеседі. Нано-қапталған күн модульдері 7-12% жоғары тиімділікті көрсетті. Жабынның шағылысқа қарсы қасиеті сонымен қатар күн технологиясын күн сәулесі аз немесе сәулесі аз аймақтарда қолдануға және осындай қондырғылардан лайықты қуат алуға мүмкіндік береді. Бояуға сезімтал күн батареялары (DSSCS): бұл күн батареяларын Берклидегі Калифорния университетінде Брайан О.Реган мен Майкл Гретцель жасаған. Олар индий-қалайы оксиді (ITO) немесе фтормен (FTO) легирленген қалайы оксиді, фотоанод, сенсибилизатор бояуы, йодид-трийодид сияқты электролиттер және платина сияқты катализаторлармен қапталған анти-электродтар сияқты мөлдір өткізгіш оксид қабатымен жасалады. Бұл технологияда әдетте нано күшейтілген TiO2-ден жасалған фотоанод рутений бояғышының нанобөлшектерімен қапталған. Осы нано-жетілдірілген материалдардың комбинациясы жарықты тиімді сіңіруге және оны заряд тасымалдаушыларға айналдыруға көмектеседі. Жұмыс принципі бастапқыда күн сәулесінен фотондардың энергиясын сіңірумен байланысты. Фотон энергиясы электронды ең жоғары молекулалық орбиталь деңгейінен (HOMO) ең төменгі бос молекулалық деңгейге (LUMO) дейін қоздырады, ол сәйкесінше валенттілік пен жартылай өткізгіштің өткізгіштік аймағына ұқсас. Электронның қозуы бояғыштың тотығуына әкеледі. Электролит бояғышты тотыққан күйінен шығару үшін электронын бояғышқа береді, осылайша ол қайтадан өткізгіштікке қатыса алады және электронын берген электролит кейіннен платина катализаторымен қапталған анти-электродпен толықтырылады. Сонымен қатар, бояғыштан қозған электрондар фотоанодқа (TiO2) ауысады. Бұл электрондар оңтайлы жағдайда фотоанодтағы зарядты жинау үшін терминалдарда жиналады. Осылайша, тізбек арқылы өтетін электрондар қайта өңделеді. Бояуға сезімтал күн батареялары (DSSCS) табиғатта байқалатын фотосинтез процестеріне ұқсайтыны белгілі және бұл элементтер қарапайым кремний күн батареяларымен салыстырғанда арзан және экологиялық таза. Бұл элементтер де икемді, бұл оларға әртүрлі беттерге бейімделуге мүмкіндік береді, бірақ олардың тиімділігі өте төмен және орташа есеппен 12% құрайды. Дегенмен, dssc-тегі нанобөлшектерді оңтайландыру саласындағы үздіксіз даму осы жасушалардың тиімділігін арттырудың әлеуетін көрсетті және оларды алдағы жылдары коммерциялық бәсекеге қабілетті етеді. жүктеу/скачать 4.15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|