Sel Survivor Perovskite Revolusioner Boleh Menjadi Penggubah Permainan

Sel Survivor Perovskite Revolusioner Boleh Menjadi Penggubah Permainan

Setiap kali saya memberitahu orang yang bekerja dengan sel suria saya bertanya dua soalan yang sama: adakah mereka akan benar-benar murah? Dan adakah anda boleh mendapatkan saya? Walaupun jawapan kepada soalan kedua adalah tidak, jawapan yang pertama adalah lebih positif. Tahun demi tahun, panel solar telah menjunam harga dan meningkatkan kecekapan dengan mana mereka boleh menukar cahaya menjadi tenaga.

Pada masa yang sama kos bahan bakar fosil terus naik, dan dalam beberapa tahun akan datang kita akan sampai ke titik di mana kos bertindih - beberapa angka mencadangkan ini mungkin telah berlaku. Persoalannya sama ada tenaga solar boleh menggantikan bahan api fosil sebagai cara yang paling murah untuk menghasilkan tenaga, tetapi apabila.

Walaupun ini telah memberikan rangsangan besar kepada industri suria, keghairahan utama dalam sektor solar hari ini adalah disebabkan oleh jenis bahan baru yang dipanggil perovskite. Menggabungkan beberapa kualiti terbaik bahan arus utama, ia telah terbukti sangat fleksibel - sehingga penyelidik University of Sheffield telah menghasilkan sel solar perovskite sebagai cecair semburan. Jadi apa perovskite, dan apa buzz di sekelilingnya?

Sel suria, komponen panel solar yang bertindak balas kepada cahaya, dibina dari apa yang dikenali sebagai bahan photovoltaic. Apabila cahaya menyentuh elektron bahan ini dibebaskan untuk bergerak melalui bahan. Dengan reka bentuk berhati-hati struktur sel-sel solar, elektron-elektron ini boleh dikumpulkan ke aliran arus elektrik. Ini adalah proses yang menyediakan ruang solar panel solar - cahaya matahari dan elektrik.

Di dalam Panel Suria

Secara umum, sel solar boleh dibahagikan kepada dua kumpulan berbeza - yang berdasarkan bahan photovoltaic bukan organik, seperti silikon atau kadmium telluride, dan yang berdasarkan sebatian organik tertentu, seperti PCDTBT. Kedua-duanya mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-masing.

Bahan-bahan bukan organik sudah mapan dengan baik, mampu menukar cahaya ke elektrik lebih dari kecekapan% 20 dan membuat panel solar dengan jangka hayat 25 tahun. Kelemahannya ialah bahan mentah yang diperlukan, terutamanya dengan silikon, boleh mahal.

Sel solar organik adalah berdasarkan kepada bahan berpotensi kos rendah dan bahkan boleh dihasilkan daripada penyelesaian cecair, yang menjadikannya sangat cepat dan murah untuk menghasilkan. Walau bagaimanapun, walaupun pada skala makmal, sel-sel solar organik berjuang untuk mencapai kecekapan lebih daripada 10%. Lebih penting lagi, sebatian organik secara beransur-ansur mengurai di bawah cahaya, selalunya mengurangkan hayat panel mengikut urutan bulan atau minggu berbanding tahun. Akibatnya, bahan-bahan organik ini jarang digunakan untuk menghasilkan panel solar, kerana tidak ada yang suka idea untuk memanjat bumbung mereka untuk menggantikan mereka setiap enam bulan. Sebaiknya kita mahu sel solar dengan prestasi dan kestabilan jangka panjang bahan-bahan bukan organik dengan kos bahan organik yang terlalu rendah.


Dapatkan yang terbaru dari InnerSelf


Masukkan Perovskite

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini penyelidikan tenaga solar telah menyaksikan kemunculan kelas bahan baru yang luar biasa yang dikenali sebagai perovskites. Ini adalah bahan hibrid organik-bukan organik, pada asasnya sebatian organik dengan unsur anorganik yang dilampirkan. Perovskite merujuk kepada jenis struktur kristal tertentu, yang berlaku secara semulajadi dalam mineral tertentu. Sebatian hibrid ini mempunyai struktur kristal ini tetapi juga kombinasi kompleks ammonia organik dan kumpulan metil dengan iodida plumbum anorganik atau molekul plumbum utama yang dilampirkan.

Alasan keseronokan di sekeliling bahan-bahan ini adalah kadar yang mengejutkan dengan nyata. Sebelum ini, apabila bahan baru ditemui, ia telah mengambil beberapa penyelidikan 10-20 untuk mencapai kadar kecekapan walaupun 10%. Sel solar Perovskite hanya muncul di 2012, tetapi telah mencatatkan penukaran lebih daripada kecekapan% 19. Kadar pembangunan yang melepuh ini tidak pernah berlaku dalam penyelidikan solar.

Sebagai bahan hibrid, serta membekalkan kecekapan yang baik dengan bahan-bahan bukan organik, perovskit juga boleh memanfaatkan kapasiti bahan solar organik untuk digunakan sebagai penyelesaian cecair. Ini adalah kumpulan Profesor David Lidzey di University of Sheffield memanfaatkan, menyemprot perovskite sebagai salutan cecair ke bahan substrat. Ini membolehkan sel-sel solar dihasilkan pada jumlah yang tinggi dan kos rendah.

Masa Depan Perovskites

Adakah ini bermakna bahawa semua sel suria akan datang berdasarkan perovskit? Sudah terlalu awal untuk mengatakan. Walaupun mereka mempunyai banyak faedah masih terdapat beberapa cabaran utama yang harus diatasi.

Terdapat beberapa soalan mengenai potensi potensi alam sekitar kandungan plumbum bahan (walaupun kerja sedang berjalan untuk menghapuskan keperluan untuk plumbum) dan betapa mudahnya produksi dapat ditingkatkan ke saiz komersil yang berguna. Seperti dengan sel solar organik, kestabilan jangka panjang mereka juga sangat dipersoalkan dan mereka amat sensitif kepada kelembapan - beberapa titik air dapat memusnahkan bahan tersebut sepenuhnya.

Jadi, membina modul panel solar perovskite yang mampu bertahan untuk dekad di luar rumah kemungkinan besar masih ada jalan keluar - bahkan tidak ada jaminan ia mungkin juga. Tetapi apa yang pasti adalah bahawa potensi sel suria perovskite mengejutkan, dan jika janji material itu dapat direalisasikan, ia dapat merevolusi sepenuhnya keupayaan tenaga solar.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan.
Baca artikel asal.


Mengenai Penulis

jon utamaJon Major adalah rakan penyelidik di University of Liverpool. Kepentingan penyelidikannya termasuk filem nipis, fotovoltaik, semikonduktor, dan konduktor telus.

Kenyataan Pendedahan: PerbualanJon Major bersekutu dengan konsortium penyelidikan supersolar nasional SUPERGEN.


Buku disyorkan:

Wizard Hijau: Pemuliharaan, Kuasa Solar, Perkebunan Organik, dan Kemahiran Hands-On Lain Dari Toolkit Tech yang sesuai - oleh John Michael Greer

Wizard Hijau: Pemuliharaan, Tenaga Suria, Perkebunan Organik, dan Kemahiran Hands-On Lain Dari Toolkit Tech yang sesuai - oleh John Michael GreerPada zaman purba, penyihir adalah seorang intelektual bebas yang saham utama dalam perdagangan adalah nasihat yang baik, disokong oleh pendidikan menyeluruh dalam bidang pertanian, navigasi, sains politik, ketenteraan, bahasa, perdagangan, matematik, perubatan, dan sains alam. Buku ini adalah mesti dibaca bagi sesiapa yang mengambil berat tentang mengurangkan kebergantungan kita terhadap sistem perindustrian yang terlalu banyak dan, dalam dunia kekurangan tenaga yang serius dan masalah ekonomi, menjadikan kehidupan yang jauh kurang trauma dan lebih mudah didiami. Dari konsep asas ekologi kepada kebanyakan teknik praktikal, Green Wizardry adalah manual yang komprehensif untuk ahli sihir dalam latihan hari ini.

Tekan di sini untuk maklumat lanjut dan / atau untuk memerintahkan buku ini.


enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}