Физика,математика және ақпараттық технологиялар факультеті
Нанотехнологияға бағытталған күн батареялары үшін жаңа архитектураларды әзірлеу
жүктеу/скачать 4.15 Mb.
|
| Нанотехнологияға бағытталған күн батареялары үшін жаңа архитектураларды әзірлеу
Мөлдір күн батареялары: күн өнеркәсібіндегі өзгерістер Күн батареяларын өндіру саласындағы нанотехнологиялардың пайда болуымен және қазіргі заманғы архитектураның дамуымен бизнес пен технологиялар әлеміне күн батареяларын қолданудың әртүрлі формалары үшін жаңа мүмкіндіктер ашылды. Бұл жаңа құрылымдардың барлығы күн батареяларын толығымен мөлдір етуге арналған. Мөлдір күн батареяларының соңғы құрамы мөлдір субстраттың (шыныдан немесе пластиктен жасалған) және көрінетін жарық спектрінен тыс сіңіруге жауап беретін белгілі бір оптикалық қасиеттері мен қалыңдығы бар материалдардың наноқабаттарының қоспасы болып табылады. Мөлдір жасушалар көрінетін жарық шығарады, содан кейін электр энергиясын өндіру үшін ультракүлгін және инфрақызыл сәулелерді тұтынады. Мөлдір күн батареяларының бұл инновациялық аспектісі ғимараттар мен автомобильдерде қолданудың кең спектрін ұсынады. Әртүрлі жасуша пішіндеріндегі көрінетін жарық көлемі 50% - дан 80% - ға дейін. Зерттеушілер нанотехнологияның көмегімен жасуша қозғалысының қасиеттеріне нұқсан келтірместен 12% өнімділікке қол жеткізу қиын болмайды деп күтеді [17]. Бұл жүйенің ең қалың қабаты-шыны немесе пластмасса парағы, оған тор мен жабын парағы қосылады. Кейбір жабындар топыраққа наноөлшемді масштабта қосылады. Қабаттардың ортасында ынталандырылған жарықты сіңіретін және электрондарды шығаратын екі белсенді жасуша бар. Осы екі қосылыстың бірі-хлоралюминий фталоцианин, ол органикалық электронды донор ретінде қызмет етеді, ал екіншісі - көміртегі 60 (C60) электронды рецепторы [18]. Фталоцианин хлоралуминінің қалыңдығы 15 нм, ал С-60 - 30 НМ. Электродтар осы қабырғалардың барлық жағынан орнатылған. Электродтар Ito/MoO3-тен жасалған. Мұндай электродтардың ені 20 нм-ден аз [19]. Электродтар мөлдір болуы мүмкін (және қарапайым металдан жасалмайды), элементтің соңында жұқа элементтің ұзындығын күн сәулесіндегі басқа позициялардан қайталайтын және оны 8-суретте көрсетілгендей сіңіру және түрлендіру циклі қайталанатын етіп элементтің атмосферасына қайтаратын жабын қолданылуы мүмкін. Бұл мүмкіндік кезінде көрінетін жарықтың көп бөлігі бойымен және бойымен қозғалатыны анықталды. Спектрдегі қысқа және ұзын сызықтар күн сәулесінде тұтынылады және түрлендіріледі. Нано-сұйықтық-бұл энергияны берудің және күн жүйелерінің өнімділігін арттырудың ақылға қонымды тәсілі Нанокристалдардың тұрақты сызығы-бұл негізгі ерітіндіге салынған металл немесе металл емес нанобөлшек. Кремний оксиді, титан оксиді, мыс оксиді немесе металл никель нанобөлшектері немесе көміртекті нанотүтікшелер мен графен сияқты тоқтатылған нанометрлік бөлшектер сұйықтықтың вытысуын және жылу беруді арттыруға өте қабілетті жылу беру қасиеттерін өзгертеді. Нанофидтілік негізінен өнімділік пен тиімділікті арттыру үшін қозғалтқыштарда немесе жылу алмастырғыштарда жоғары жылу беру коэффициентіне байланысты өндірісте қолданылады. Жақында бірнеше академиялық ұйымдар мен кәсіпорындар күн жылытқыштарында немесе батареяларда нанофидті қолдана бастады. Күн батареяларының бетіндегі үлкен толқын ұзындығының сәулеленуі оларды жылытуға мүмкіндік беретіндіктен және температураның жоғарылауы өнімділікті төмендететіндіктен, күн батареяларын салқындату әсіресе маңызды [17, 19]. Қазіргі уақытта мұндай салқындатуға сұйықтықтың теңіз арқылы өтуі арқылы қол жеткізіледі, бұл температураның төмендеуіне әсер етпейді. Нано сұйықтықты пайдалану күн батареяларынан көбірек энергияны сыртқа шығарады, бұл күн батареяларының өнімділігі мен қызмет ету мерзімін жақсартады. Екінші жағынан, бұл жылуды су ыдыстарын алдын ала қыздыру және үйдің ішін жылыту үшін пайдалануға болады. Нанофид күн жылу жүйелерінде де қолданылады. Жазық коллекторлар мен күн панельдері, күн су жылытқыштары немесе тұзсыздандыру қондырғылары сияқты күн жылу құрылғылары күн жылу энергиясын жинау және сіңірілген жылуды жылу алмастырғыштарға басқа ағынмен беру арқылы жұмыс істейді. Жылуды су ыдыстарын немесе тұрғын үйлерді қуаттандыру үшін пайдалануға болады. Осыған байланысты нано-сұйықтық конструкциялардан жылу алмастырғыштарға жылуды тасымалдау үшін қарапайым сұйықтықтарға қарағанда күшті және тиімдірек. Нано-сұйықтықты қолдану арқылы күн жылу жүйелерін өлшеуді азайтуға және тиімдірек етуге болады, осылайша мұндай жүйелерді салу мен техникалық қызмет көрсетудің бастапқы шығындарын арттырады. жүктеу/скачать 4.15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|