Էներգիա և շրջակա միջավայր

Տպելի արեգակնային բջիջները արդյո՞ք համաշխարհային արեգակնային հատվածի ապագան են:

Տպելի արեգակնային բջիջները արդյո՞ք համաշխարհային արեգակնային հատվածի ապագան են:

Տպագրվող էլեկտրական շղթաներ [Պատկերի աղբյուրը ՝Վիքիմեդիա համայնքներ]

ԱՄՆ արևային բջիջների արտադրող Triton Solar- ը 100 միլիոն ԱՄՆ դոլարի պայմանագիր է ստորագրել Հնդկաստանի Կարնատակա նահանգում արտադրական ձեռնարկություն բացելու մասին ՝ նպատակ ունենալով արտադրությունը սկսել տեղում 2016-ի օգոստոսից: Ընկերությունը որոշումը հրապարակեց 14-ին:տ Դեկտեմբերը, արդեն ապրիլին նախատեսելով կառուցել օբյեկտ Մադհյա Պրադեշում: Triton Solar- ը հիմնված է Նյու Jերսի նահանգում և մասնագիտանում է տպագրվող արևային բջիջների մեջ, որոնք սնուցվում են նանոտեխնոլոգիայով և արտադրվում են արտոնագրված տպագրության տեխնիկայով: Բացօթյա պայմաններում աշխատելը, բջիջները կարող են նաև արևային էներգիա արտադրել շրջակա լուսավորությունից ՝ առանց արևի ուղիղ լույսի անհրաժեշտության:

Քիչ այլ ընկերություններ կամ կազմակերպություններ մինչ այժմ ընդունել են տպագրվող արևի բարակ ֆիլմը, չնայած այն բանին, որ երկու տարի առաջ ՝ 2013 թ.-ին, վերջին լուրը հայտնվեց տեխնոլոգիայի վրա: Այդ տարի Ավստրալիայի Վիկտորիանական օրգանական արևային բջիջների կոնսորցիումը (VICOSC), Ավստրալիայի Համագործակցության գիտական ​​և արդյունաբերական մաս: Հետազոտական ​​կազմակերպությունը (CSIRO) ցույց տվեց օրգանական արևային բջիջների տպագրական գործընթացների մասշտաբը, ինչը նրանց հնարավորություն տվեց հեշտացնել 30 սմ լայնությամբ սուբստրատի զանգվածային հետերոհամակարգի (BHJ) արևային բջիջների շարունակական տպումը: Գնահատման համար մշակվել են մի քանի ցուցադրական մոդուլներ: Դրանք ներկով զգայուն բջիջների (DSC) մոդուլներ էին, որոնք կարող են տպվել մի շարք հիմքերի վրա, ներառյալ պլաստմասե, ապակի կամ պողպատ: Նրանք գործում են թանաքի ՝ արևի լույսը որսալու և այն էլեկտրաէներգիայի վերածելու միջոցով: Սա կարող է հնարավորություն տալ նրանց ինտեգրվել մի շարք իրերի, ինչպիսիք են սմարթֆոնի, պլանշետի կամ նոութբուքի պատյանները: Այնուամենայնիվ, ներկայումս դրանք 10 անգամ պակաս արդյունավետ են, քան ստանդարտ սիլիցիումը:

2014-ի մարտին, Middlesex- ի Ազգային ֆիզիկական լաբորատորիայի (NPL) բրիտանացի գիտնականների թիմը մշակեց նաև տպագրվող արևային բջիջներ: Դրանք կարող են գործել մռայլ օրերին, երբ արևի լույսը քիչ է, և հնարավոր կիրառությունները ներառում են վերարկուների կամ պայուսակների նյութի մեջ ինտեգրում, որտեղ դրանք կարող են օգտագործվել շարժական սարքերը լիցքավորելու համար:

Մեկ այլ ընկերություն, որը ներգրավված է տեխնոլոգիայի մշակման մեջ, Eight19- ն է, որն օգտագործում է օրգանական կիսահաղորդչային նյութեր, որոնք ստացվում են առատ, պոտենցիալ ցածր գնով նյութերից: Այս կիսահաղորդիչները ունեն ուժեղ լույսի կլանման ունակություն ՝ մոտ 100 անգամ ավելի ուժեղ, քան սիլիցիումը, և դրանք կարող են արտադրվել միջավայրի պայմաններում լուծույթից, որն իր հերթին նյութը դարձնում է գերբարակ: Սա նաև նշանակում է, որ դրանք կարող են տպագրվել ՝ օգտագործելով գլանափաթեթում անընդմեջ տպման և ծածկույթի գործընթացներ ՝ այդպիսով նվազեցնելով ծախսերը: Դրան հասնելու համար օգտագործված տպագրական սարքերն արդեն առկա են: Նրանք կարող են տպել նյութը րոպեում մի քանի տասնյակ-մի քանի հարյուր մետր հեռավորության վրա և սովորաբար օգտագործվում են փաթեթավորման և բարձրորակ ծածկույթների արտադրության համար:

Հաշվի առնելով, որ բարակ թաղանթը ծայրաստիճան թեթև է, տանիքի ամրացման կարիք չկա, և բջիջները մի շարք գույներով տպելու ունակություն նշանակում է, որ դրանք կարող են լինել շատ ավելի քիչ խայտաբղետ, քան ստանդարտ սիլիցիումի արևային վահանակները: Ավտոարդյունաբերությունը նաև հետաքրքրություն է ցուցաբերում տպագրվող բարակ թաղանթով արևային համակարգով `մեքենայի տանիքների վրա արևային PV հնարավոր տեղադրելու նպատակով, որտեղ դրանք կօգնեն լիցքավորել մեքենայի էլեկտրական շղթաները:

Այս տեխնոլոգիան դեռ զարգացման վաղ փուլում է, այնպես որ մի փոքր ժամանակ կանցնի, մինչ կտեսնենք, որ այն տեղակայված է առևտրային առումով: Այնուամենայնիվ, այս ոլորտում առաջընթացն առաջ են տանում աշխարհի համալսարանները, ինչպես նաև քիմիական խոշոր ընկերությունները: Շատ հաճախ դա պահանջում է ինչ-որ գործընկերության պայմանավորվածություն (Eight19- ն աշխատում է Քեմբրիջի համալսարանի և նյութերի մշակման տարբեր ընկերությունների հետ):

Պատմությունը, սակայն, այսքանով չի ավարտվում, քանի որ տպագրվող օրգանական արևային բջիջներն այժմ ունեն մրցակից տեխնոլոգիա ՝ պերովսկիտային արևային բջիջներ, որոնք հասել են 20 տոկոսի արդյունավետության ՝ ընդամենը 10 տոկոսի փոխարեն:

Պերովսկիտը սկսեց ուշադրություն գրավել արեգակնային հատվածից մոտ հինգ տարի առաջ: Դա նյութ է, որը պարունակում է կապար, յոդ և օրգանական բաղադրիչ: Երբ առաջին անգամ հետազոտվում էր, պերովսկիտը կարող էր հասնել միայն 3 տոկոսի արդյունավետության, բայց ընդամենը հինգ տարվա ընթացքում այն ​​այժմ հասավ 20 տոկոսի, ինչը կրկնակի ավելի է, քան նախկինում նշված տպագրական օրգանական բարակ թաղանթը: Ըստ Շվեյցարիայի Լոզան քաղաքի Ecole պոլիտեխնիկի արևի հետազոտող Մայքլ Գրոտցելի, որը գրում է Բնության նյութեր, արևային հատվածում մետաղական հալոգեն պերովսկիտի բարձրացումը ապշեցրեց ՖՎ համայնքը: Ֆիոնա Սքոուլզը, CSIRO- ի օրգանական ֆոտոգալվանային փորձագետը, Cosmos Magazine- ի հետ զրույցում, նկարագրեց զարգացումը որպես «անկասկած օրգանական արևային բջիջների ամենամեծ առաջխաղացումը»:

Պերովսկիտ անագ արեգակնային բջիջներ [Պատկերի աղբյուրը ՝Օքսֆորդի մամուլի համալսարան, Flickr]

Նեբրասկայի համալսարանի նյութերի ինժեներ insինսոնգ Հուանի խոսքով, էլեկտրականություն արտադրելու պերովսկիտի ունակության բանալին նրա ներքին կառուցվածքն է, որը հնարավորություն է տալիս էլեկտրոններին հեշտությամբ հասնել էլեկտրոդին տպագիր պերովսկիտի արևային բջիջում: Այնուամենայնիվ, սիլիցիումի հետ արդյունավետ մրցակցելու համար անհրաժեշտ է, որ այն հասնի մոտ 25 տոկոսի արդյունավետության, ինչը հնարավոր է առաջիկա հինգ տարիների ընթացքում:

Պերովսկիտի արևային բջիջների որոշ բացասական կողմեր ​​կան, ինչպիսիք են խոնավության նկատմամբ զգայունությունը և այն կապարի պարունակությունը, կոտրելու դեպքում դրանով իսկ դառնալով թունավորության աղբյուր: Այնուամենայնիվ, Հուանգը կարծում է, որ պերովսկիտի բջիջները կարող են օպտիմիզացվել, որպեսզի այն ավելի կայուն դառնա, մինչդեռ այլ հետազոտողներ աշխատում են կապարի պարունակությունը պակաս վնասակար բանի փոխարեն փոխարինելու եղանակների վրա:

Ֆիոնա Սքոուլզը կարծում է, որ առաջիկա տարիներին տպագրվող արևային բջիջները կդառնան «վերականգնվող էներգիայի խառնուրդի հիմնական մասը»: Դա, իհարկե, ճիշտ է ՝ հաշվի առնելով կլիմայի փոփոխության հետ կապված ինչ – որ բան անելու անհրաժեշտությունը ՝ աշխարհում ածխաջրածնավորելով էներգիայի մատակարարումը, որ մենք պետք է ուսումնասիրենք հնարավորինս շատ պողոտաներ:

Ավելի ու ավելի շատ, տպագրվող արևային բջիջները կարծես թե կդառնան այդ ընդհանուր էներգետիկ գործիքակազմի կարևոր մասը:


Դիտեք տեսանյութը: Connecting to Your Guides (Հունվարի 2022).