Ενέργεια & Περιβάλλον

Είναι τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα το μέλλον του παγκόσμιου ηλιακού τομέα;

Είναι τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα το μέλλον του παγκόσμιου ηλιακού τομέα;


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Εκτυπώσιμα ηλεκτρικά κυκλώματα [Πηγή εικόνας:Wikimedia Commons]

Ο αμερικανός κατασκευαστής ηλιακών κυψελών, Triton Solar, μόλις υπέγραψε συμφωνία 100 εκατομμυρίων δολαρίων για το άνοιγμα μιας μονάδας παραγωγής στην ινδική πολιτεία Karnataka, με στόχο να ξεκινήσει την παραγωγή στο χώρο από τον Αύγουστο του 2016. Η εταιρεία ανακοίνωσε την απόφαση στις 14ου Ο Δεκέμβριος, έχοντας ήδη, τον Απρίλιο, σχεδίαζε να κατασκευάσει μια εγκατάσταση στο Madhya Pradesh. Η Triton Solar εδρεύει στο Νιου Τζέρσεϋ και ειδικεύεται σε εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα που τροφοδοτούνται από τη νανοτεχνολογία και παράγονται με μια πατενταρισμένη τεχνική εκτύπωσης. Εκτός από τη λειτουργία σε εξωτερικούς χώρους, τα κύτταρα μπορούν επίσης να παράγουν ηλιακή ενέργεια από φωτισμό περιβάλλοντος, χωρίς καμία ανάγκη για άμεσο ηλιακό φως.

Λίγες άλλες εταιρείες ή οργανισμοί έχουν αγκαλιάσει την εκτυπώσιμη ηλιακή λεπτή ταινία μέχρι στιγμής, παρά την τεχνολογία που πρωτοστατεί στα πρωτοσέλιδα πριν από δύο χρόνια το 2013. Εκείνη τη χρονιά, η Αυστραλιανή Βικτωριανή Οργανική Solar Cell Consortium (VICOSC), μέρος της Αυστραλιανής Κοινοπολιτείας Επιστημονικής και Βιομηχανικής Ο ερευνητικός οργανισμός (CSIRO), επέδειξε μια αύξηση των διαδικασιών εκτύπωσης για οργανικά ηλιακά κύτταρα που τους επέτρεψαν να διευκολύνουν τη συνεχή εκτύπωση ηλιακών κυττάρων χύδην ετεροσύνδεσης (BHJ) χρησιμοποιώντας υπόστρωμα πλάτους 30 cm. Αρκετές ενότητες επίδειξης αναπτύχθηκαν για αξιολόγηση. Αυτές ήταν μονάδες ευαισθητοποιημένες με βαφή (DSC) που μπορούν να εκτυπωθούν σε διάφορα υποστρώματα, όπως πλαστικό, γυαλί ή χάλυβα. Λειτουργούν μέσω της ικανότητας του μελανιού να συλλάβει το φως του ήλιου και να το μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό θα μπορούσε ενδεχομένως να τους επιτρέψει να ενσωματωθούν σε μια σειρά αντικειμένων, όπως θήκες smartphone, tablet ή φορητού υπολογιστή. Ωστόσο, προς το παρόν, είναι 10 φορές λιγότερο αποτελεσματικές από το τυπικό πυρίτιο.

Τον Μάρτιο του 2014, μια ομάδα Βρετανών επιστημόνων από το Εθνικό Εργαστήριο Φυσικής (NPL) στο Middlesex ανέπτυξε επίσης εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα. Αυτά μπορούν να λειτουργήσουν σε ζοφερές μέρες όταν υπάρχει λίγο διαθέσιμο ηλιακό φως και οι πιθανές εφαρμογές περιλαμβάνουν ενσωμάτωση στο υλικό των παλτών ή των σακουλών όπου θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη φόρτιση κινητών συσκευών.

Μια άλλη εταιρεία που ασχολείται με την ανάπτυξη της τεχνολογίας είναι η Eight19 η οποία χρησιμοποιεί οργανικά υλικά ημιαγωγών που προέρχονται από άφθονα, δυνητικά χαμηλού κόστους υλικά. Αυτοί οι ημιαγωγοί έχουν ισχυρή ικανότητα απορρόφησης φωτός, περίπου 100 φορές ισχυρότερες από εκείνες του πυριτίου, και μπορούν να παραχθούν από ένα διάλυμα υπό συνθήκες περιβάλλοντος που με τη σειρά τους καθιστούν το υλικό εξαιρετικά λεπτό. Αυτό σημαίνει επίσης ότι μπορούν να εκτυπωθούν χρησιμοποιώντας συνεχείς διαδικασίες εκτύπωσης και επίστρωσης σε ρολό, μειώνοντας έτσι το κόστος. Οι συσκευές εκτύπωσης που χρησιμοποιούνται για να επιτευχθεί αυτό είναι ήδη διαθέσιμες. Μπορούν να εκτυπώσουν υλικό από αρκετές δεκάδες έως αρκετές εκατοντάδες μέτρα ανά λεπτό και χρησιμοποιούνται συνήθως για την παραγωγή συσκευασιών και υψηλής ποιότητας επιστρώσεις.

Δεδομένου ότι η λεπτή μεμβράνη είναι εξαιρετικά ελαφριά, δεν υπάρχει ανάγκη ενίσχυσης οροφής και η δυνατότητα εκτύπωσης των κυττάρων σε μια σειρά χρωμάτων σημαίνει ότι θα μπορούσαν ενδεχομένως να είναι πολύ λιγότερο ενοχλητικά από τα τυπικά ηλιακά πάνελ πυριτίου. Η αυτοκινητοβιομηχανία ενδιαφέρεται επίσης για την εκτυπώσιμη ηλιακή λεπτή μεμβράνη, με σκοπό την πιθανή εγκατάσταση ηλιακού φωτοβολταϊκού στις στέγες αυτοκινήτων, όπου θα βοηθούσαν στη φόρτιση των ηλεκτρικών κυκλωμάτων του οχήματος.

Αυτή η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης, οπότε θα χρειαστεί λίγη ώρα πριν την δούμε να αναπτύσσεται στο εμπόριο. Ωστόσο, η πρόοδος σε αυτόν τον τομέα προωθείται από πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο και επίσης από μεγάλες χημικές εταιρείες. Πολύ συχνά αυτό απαιτεί κάποιο είδος συμφωνίας συνεργασίας (το Eight19 συνεργάζεται με το Πανεπιστήμιο Cambridge και διάφορες εταιρείες ανάπτυξης υλικών).

Ωστόσο, η ιστορία δεν τελειώνει εκεί, επειδή τα εκτυπώσιμα οργανικά ηλιακά κύτταρα έχουν πλέον μια ανταγωνιστική τεχνολογία - τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη - τα οποία έχουν φτάσει την απόδοση του 20 τοις εκατό σε αντίθεση με μόλις το 10 τοις εκατό.

Ο Perovskite άρχισε να προσελκύει την προσοχή από τον ηλιακό τομέα πριν από περίπου πέντε χρόνια. Είναι ένα υλικό που περιέχει μόλυβδο, ιώδιο και ένα οργανικό συστατικό. Όταν ερευνήθηκε για πρώτη φορά, ο περοβσκίτης μπορούσε να φτάσει μόνο την απόδοση 3 τοις εκατό, αλλά μέσα σε μόλις πέντε χρόνια που έχει πλέον πηδήξει στο 20 τοις εκατό, διπλάσιο από αυτό της εκτυπώσιμης οργανικής λεπτής μεμβράνης που αναφέρθηκε προηγουμένως. Σύμφωνα με τον Michael Grätzel, έναν ηλιακό ερευνητή στο Ecole Polytechnique στη Λωζάνη της Ελβετίας, γράφοντας σε μια έκδοση του Υλικά φύσης, η άνοδος του περοβσκίτη αλογονιδίου μετάλλου στον ηλιακό τομέα έπληξε την φωτοβολταϊκή κοινότητα. Η Fiona Scholes, ειδική στα βιολογικά φωτοβολταϊκά στο CSIRO, μιλώντας στο περιοδικό Cosmos, περιέγραψε την εξέλιξη ως «χωρίς αμφιβολία η μεγαλύτερη πρόοδος στα οργανικά ηλιακά κύτταρα».

Ηλιακά κύτταρα κασσίτερου Perovskite [Πηγή εικόνας:University of Oxford Press, Flickr]

Σύμφωνα με τον μηχανικό υλικών Jinsong Huang στο Πανεπιστήμιο της Νεμπράσκα, το κλειδί για την ικανότητα του perovskite να παράγει ηλεκτρική ενέργεια είναι η εσωτερική του δομή που επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να φτάνουν εύκολα στο ηλεκτρόδιο σε ένα τυπωμένο ηλιακό κελί περοβσκίτη. Ωστόσο, για να ανταγωνιστεί αποτελεσματικά με το πυρίτιο, θα χρειαστεί να επιτύχει περίπου 25% αποδοτικότητα, κάτι που μπορεί να είναι δυνατό μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.

Υπάρχουν κάποια μειονεκτήματα στα ηλιακά κύτταρα Perovskite, όπως η ευαισθησία στην υγρασία και το γεγονός ότι περιέχει μόλυβδο, καθιστώντας έτσι πηγή τοξικότητας εάν σπάσει. Ωστόσο, ο Huang πιστεύει ότι τα κύτταρα του περοβσκίτη θα μπορούσαν να βελτιστοποιηθούν για να το καταστήσουν πιο σταθερό, ενώ άλλοι ερευνητές εργάζονται για τρόπους αντικατάστασης του περιεχομένου μολύβδου για κάτι λιγότερο επιβλαβές.

Η Fiona Scholes πιστεύει ότι τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα θα γίνουν «βασικό μέρος του συνδυασμού ανανεώσιμων πηγών ενέργειας» τα επόμενα χρόνια. Είναι σίγουρα αλήθεια, δεδομένης της ανάγκης να κάνουμε κάτι σχετικά με την κλιματική αλλαγή με αποκαρβονισμό του ενεργειακού εφοδιασμού του κόσμου, ότι πρέπει να διερευνήσουμε όσο το δυνατόν περισσότερες οδούς.

Όλο και περισσότερο, τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα μοιάζουν να πρόκειται να αποτελέσουν σημαντικό μέρος αυτής της συνολικής ενεργειακής εργαλειοθήκης.


Δες το βίντεο: ΗΛΙΟΑΚΜΗ - ΗΛΙΑΚΟΙ ΘΕΡΜΟΣΙΦΩΝΕΣ - ΠΡΟΣΦΟΡΑ (Σεπτέμβριος 2022).


Σχόλια:

  1. Totaxe

    Ναι αλήθεια. Όλα τα παραπάνω είπαν την αλήθεια. Μπορούμε να επικοινωνούμε πάνω στο θέμα αυτό.

  2. Weylyn

    Αυτή η λαμπρή ιδέα, παρεμπιπτόντως, μόλις πέφτει

  3. Wayson

    OGO, επιτέλους

  4. Ayers

    Σε αυτό είναι κάτι. Now all is clear, I thank for the help in this question.

  5. Harald

    Λυπάμαι, αλλά, κατά τη γνώμη μου, γίνονται λάθη. Ας προσπαθήσουμε να το συζητήσουμε αυτό. Γράψε μου στο PM, μίλα.



Γράψε ένα μήνυμα