Физика,математика және ақпараттық технологиялар факультеті
Өзін-өзі тазартатын күн панельдері
жүктеу/скачать 4.15 Mb.
|
| 1.3 Өзін-өзі тазартатын күн панельдері
2012 жылдың шілдесінде ecoSolargy өзін - өзі тазартатын әйнекті қолданатын күн батареяларының желісін шығарды-бұл панельдерді кір мен қоқыстардан қорғайды, бұл фотоэлементтердің мүмкіндігінше түсетін күн энергиясын алуын қамтамасыз етеді. Бұл әдіс қарапайым ұяшықтардың максималды тиімділікпен жұмыс істеуіне көмектесетін өте тиімді.Нанотехнологиялар нақты фотоэлектрлік материалдар нарығының айтарлықтай үлесін ала алмас бұрын, біз алдағы жылдары нанотехнологияның күн панельдеріне жанама қолданылуын көбірек көретін шығармыз used.In 2012 жылдың мамырында Солтүстік-Батыс университетінің зерттеушілері "бояуға сезімтал" күн батареяларының жаңа түрін ойлап тапты (бөлігі фотоэлектрлік технологияның екінші буыны), өсімдіктер оны фотосинтез үшін қалай қолданатыны сияқты, күн сәулесін сіңіруге көмектесетін органикалық бояғыштың моно қабаты қолданылады.Бояуға сезімтал фотоэлементтер бұрын зерттелген, бірақ қолданылатын органикалық бояғыш әдетте ағып кетуі мүмкін сұйықтық болып табылады, бұл элементтің қызмет ету мерзімін күрт қысқартады. Солтүстік-шығыс университетінің командасы қол жеткізген Прогресс күн энергиясын ұстауда бірдей тиімді бояғышты қолдану болып табылады, бірақ ол қатып қалады, оның ағып кетуіне жол бермейді және элементтің қызмет ету мерзімін ұзартады. Олардың жаңа күн батареясы сонымен қатар жоғары тиімді p типті және n типті жартылай өткізгіштер ретінде титан диоксиді нанобөлшектері және цезий-қалайы йодидінің жұқа қабықшалары сияқты бірқатар басқа наноматериалдарды пайдаланады.Күн энергиясы барған сайын тартымды болып көрінеді, өйткені қазба отындары мен атом энергетикасы сияқты электр энергиясын өндірудің басқа әдістері барған сайын мұқият қаралуда. Күн сәулесінен алуға болатын Энергия біздің талаптарымыздан әлдеқайда жоғары. Алайда, күн панельдерімен байланысты өндірістің жоғары құны, салыстырмалы түрде төмен тиімділікпен бірге, үйдің төбесіне күн панельдерін орнату немесе мегаватт масштабтағы күн фермасын салу болсын, инвестицияны қайтару үшін әлі де көп уақыт қажет екенін білдіреді.Фотоэлектрлік жүйелердің тиімділігіне қатысты шектеулерді алып тастай алатын наноматериалдарды өндіруде әлі де кедергілер бар. Дегенмен, бұл салада көптеген зерттеулер жүргізіліп жатқанын көру және кейбір шағын компаниялардың нано күшейтілген күн панельдерін коммерцияландыруды бастағанын көру қуантады. Қазіргі даму қарқынымен күн энергетикасы өзінің қазіргі салыстырмалы түрде тауашалық нарықтарынан асып, әлемдік энергетикалық нарықтың айтарлықтай үлесін алуы мүмкін. Күн энергиясын өндіру механизмі Күн сәулесі фотондар деп аталатын энергия пакеттерінен тұратын әртүрлі ұзындықтағы (ультракүлгін, сары және қызыл) жарық ағынынан тұрады. Бұл фотондардың қарқындылығы олардың толқын ұзындығына байланысты өзгереді.Күн сәулесі күн батареяларының бетіне әсер еткеннен кейін күн батареялары күн энергиясын сіңіріп, оны электр энергиясына айналдырады Күн батареясы-бұл фотоэлектрлік әсер ету арқылы күн энергиясын тікелей электр энергиясына айналдыратын жартылай өткізгіш электрон. Егер күн сәулесі жартылай өткізгішке түссе, электрон сыйымдылық аймағынан жартылай өткізгіштің өткізгіштік аймағына ауысады және электронды тесік жұбын тудырады, олардың әрқайсысы жартылай өткізгіштің жүктеме цикліне қатыса алады және пайдаланушының араласуымен жүктеме жартылай өткізгіштің өткізгіштік аймағына бағытталуы мүмкін болатын вариацияларды жасай алады. Күн батареяларының түрлері Кремний күн батареялары (бірінші буын) Бірінші буын технологиясы бір кристалды немесе көп кристалды құрылымы бар қалыңдығы 300-ден 400 микронға дейінгі кремний пластиналарына негізделген. Қолданылатын силикон материалдары тесік электрондарының жеткілікті мөлшерін оқшаулау үшін әртүрлі элементтермен ластанған. Мұндай күн батареялары электронды резонатормен жарық шығаратын электрондармен ластанған және перфорацияланған силикон қабаттарының қосындысынан тұрады [7]. Демек, жүктеме сыртқы тізбекке ауысқан кезде электр тогы пайда болады. Бұл күн батареялары жоғары өнімділігіне байланысты коммерцияланды, бірақ бұл топтың негізгі кемшіліктері кремний шикізатын қайта өңдеудің жоғары құны және жоғары қуат тұтыну болып табылады. Күн батареяларының жұқа пленкасы (екінші буын) Атауынан көрініп тұрғандай, бұл элементтердің жұмыс принципі шыны, металл немесе полимерлі субстраттар сияқты бетіне қолданылатын жартылай өткізгіштердің жұқа қабаттарына негізделген. Мұндай күн батареяларында әр жабын күннің толқын ұзындығының бір бөлігін сіңіруге жауап береді. Нәтижесінде күн батареяларының осы түріндегі сіңу жылдамдығы төмендейді және олардың энергия тасымалы жақсарады. Бояуға сезімтал күн батареясы (үшінші буын) Пигментті күн батареясының негізгі компоненттері пигментке сезімтал титан диоксиді пленкасынан (TiO2) тұратын фотоэлектрод болып табылады. Бұл жасушаларда, 5-суретте көрсетілгендей, фотондар бояғышпен сенсибилизацияланған күн батареяларына түскенде, олар пигментпен жұтылып, электрондар мен тесіктер шығарады. Бояғыштағы электрондар TiO2 нанобөлшегіне беріледі. TiO2 нанобөлшектері осы электронды тасымалдаушы ретінде қызмет етеді, ақырында электрон электродқа түседі. Электродқа түсетін Электрон сым арқылы қарама-қарсы электродқа (тотықсыздану электродына) беріледі және электролиттің тотықсыздану циклінде қолданылады. Екінші жағынан, пигментті қуыс еріткішпен қалпына келтіріледі және келесі фотонды сіңіре алады. Осылайша, ток сыртқы тізбекте де пайда болады. жүктеу/скачать 4.15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|