3DNews Технологии и рынок IT. Новости окружающая среда Учёные создали прозрачную солнечную пане… Самое интересное в обзорах 24.01.2021 [18:47], Константин Ходаковский Немалая часть человечества пытается идти по пути замещения невозобновляемых источников энергии возобновляемыми. Корейские учёные из Инчхонского национального университета сделали небольшой шаг на этом пути — они создали первый, по их словам, полностью прозрачный солнечный элемент. Sciencemint В новом исследовании профессор Джундонг Ким (Joondong Kim) описывает новаторский метод, касающийся слоя гетероперехода солнечной ячейки. Согласно исследованию, благодаря комбинации полупроводников из оксида никеля и диоксида титана был создан эффективный и полностью прозрачный солнечный элемент. Диоксид титана (TiO2), являющийся эффективным полупроводником, в настоящее время используется в технологии солнечных батарей. Он эффективен, нетоксичен и экологически чист, а также в изобилии имеется на Земле. Оксид никеля (NiO), с другой стороны, также является полупроводником с высокими характеристиками оптической прозрачности. Сочетание этих двух элементов позволяет создавать прозрачные солнечные панели, которые являются при этом экологичными и простыми в использовании. ScienceDirect На солнечную энергию (наряду с ветром и водой) неизменно возлагаются самые большие надежды в деле перехода на возобновляемые источники энергии. Поэтому многие учёные трудятся в этой области. За последние годы солнечная энергия стала более доступной и экологически чистой, растёт и коэффициент преобразования ультрафиолетового излучения в электричество. Однако современные солнечные элементы ограничены возможностью их повседневного использования из-за непрозрачности. Солнечные панели можно увидеть только на крышах, в удалённых районах и в местах, скрытых от глаз общественности. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews.ru/1030893/uchyonie-sozdali-prozrachnuyu-solnechnuyu-panel-kotoruyu-mogno-integrirovat-v-smartfon Рубрики: Теги: ← В |
Джундонг Ким возлагает большие надежды на своё исследование — по словам учёного, уникальные свойства прозрачных фотоэлектрических элементов открывают для них широкий спектр применений. Полностью прозрачные панели в будущем удастся использовать в окнах зданий и даже в мобильных телефонах. Впрочем, о коммерциализации говорить рано, поскольку эффективность преобразования энергии исследуемых панелей составила 2,1 %.Прозрачные солнечные батареи без потери эффективности
2402
Добавить в закладки
С помощью способа, что обнаружили физики Университета ИТМО,
удалось повысить функциональность и КПД органического солнечного
элемента на основе малых молекул.
Создание прозрачных тонкопленочных фотоактивных материалов – одна
из самых интересных задач в солнечной энергетике. Подобную пленку
можно наклеить на обычное окно и получить из него генератор
энергии без ущерба для внешнего облика здания. Однако для
массового применения надо решить ряд проблем.
«У обычных тонкопленочных солнечных батарей есть непрозрачный
металлический задний контакт, который позволяет дополнительно
захватить больше света в структуре. В прозрачных солнечных
элементах используют светопропускающий задний электрод. В этом
случае часть фотонов неизбежно теряется на пропускание, поэтому и
КПД у них намного ниже. Кроме того, есть сложности с
изготовлением заднего электрода с необходимыми характеристиками.
Это дорого», — отмечает научный сотрудник Нового Физтеха
ИТМО Павел Ворошилов.
Повысить эффективность солнечных батарей можно с помощью
легирования. Это процедура, в ходе которой к материалу добавляют
определенные примеси, которые должны улучшить его свойства. По
словам Павла Ворошилова, чтобы примеси правильно «прилипли» к
нужному материалу, требуются сложные подходы и дорогое
оборудование. Исследователи предложили более доступную технологию
создания «невидимых» солнечных панелей — легирование материалов с
помощью ионной жидкости, меняющей характеристики обработанного
слоя.
Сотрудники Нового физтеха предложили применить этот способ к
органическим солнечным элементам. Для своих исследований они
взяли солнечный элемент на основе малых молекул, в конструкции
которого заменили непрозрачный металлический электрод
многостенными углеродными нанотрубками и существенно увеличили
толщину транспортного слоя из фуллерена.
«Одно из его преимуществ ― как раз возможность получать
прозрачные фотовольтаические панели для умных стекол ― настолько
прозрачные, что вы даже не заметите невооруженным взглядом, есть
они на стекле или нет.
Все дело в том, что видимый свет они
почти не поглощают, работая только в ближнем инфракрасном
спектре. Но при желании за счет изменения толщины слоя или
химического состава можно менять их цвет, делать, к примеру, его
приятно голубым или оранжевым. Чтобы не потерять прозрачность
структуры, мы используем нанотрубки в качестве токособирающего
электрода, которые легко наносятся на поверхность», — говорит
Павел Ворошилов
В результате исследования, ученым удалось поднять эффективность
батарей в несколько раз. Ученые полагают, что таким же образом
можно повысить характеристики других материалов, которые
изначально показывают более высокую производительность.
Разместил Григорий Яшин
Автор Теона Бурдиашвили
ИТМО
Солнечные батареи
легирование
нанотрубки
Источник:
news.itmo.ru
Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
НАУКА ДЕТЯМ
Президент РАН Геннадий Красников и Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин обсудили развитие науки и 300-летие академии
16:05 / Наука и общество
Укротители света. Интервью о люминесцентных материалах с химиком из ФИАН Ильей Тайдаковым
16:00 / Физика, Химия
Квантовые вычисления 2025–2030
15:25 / Наука и общество, Новые технологии, Физика
Асфальт ученых Пермского Политеха снизит негативное влияние на окружающую среду
13:30 / Новые технологии
Яркие научные события — 2022: гуманитарные науки
13:00 / История, Наука и общество, Психология
Астроциты оказались способны как подавлять, так и стимулировать передачу нервных импульсов
12:30 / Биология, Нейронауки
Новый способ быстро измерить качество воды, продуктов и лекарств предложили ученые из Пензы
11:30 / Физика
Член-корреспондент РАН Алексей Собисевич: «Вулканы ― свидетели того, что планета живая»
10:30 / Науки о земле, Геология
Ученые ОИЯИ провели биомониторинг воздуха в Улан-Баторе и выявили источники загрязнений
17:30 / Физика, Экология
Морские водоросли более устойчивы к изменению климата, чем считалось ранее
17:00 / Биология, Климат
Памяти великого ученого.
Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008
04.03.2019
Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002
04.03.2019
Вспоминая Сергея Петровича Капицу
14.02.2017
История новогодних праздников
01.08.2014
Смотреть все
Прозрачные солнечные панели вскоре могут превратить окна в сборщики энергии
Скрытие прозрачных солнечных панелей на виду может значительно ускорить внедрение солнечной энергии.
Солнечные панели изменили то, как мы производим и потребляем электроэнергию. Размещая их на полях, стенах и крышах, отдельные домохозяйства и предприятия теперь могут генерировать собственную электроэнергию по относительно низким ценам или даже продавать ее близлежащим электросетям, когда их предложение превышает их потребление.
Задача: Солнечная энергия, вероятно, будет играть все более важную роль в сокращении глобальных выбросов парниковых газов, поскольку инновации продолжают повышать эффективность технологии.
Один из способов, которым солнечная энергия может вскоре стать более широко используемой, — это интегрировать солнечные панели в более широкий спектр обычных материалов и технологий, не создавая неудобств для тех способов, которыми мы сегодня пользуемся этими вещами.
Ученые-материаловеды недавно исследовали, как сделать так, чтобы солнечные панели сливались с окружающей средой, делая их более прозрачными. Если это удастся, устройства для сбора энергии можно будет незаметно размещать поверх окон, экранов дисплеев или даже человеческой кожи, что еще больше расширит возможности технологии.
Используя уникальные свойства передовых твердых материалов, инженеры добились прогресса в создании прозрачных солнечных панелей. Но на данный момент даже новейшие конструкции пропускают менее 70% входящего света — этого недостаточно для того, чтобы устройства сливались с окружающей средой.
Новый дизайн: Группа исследователей из Японии предприняла многообещающие шаги для решения этой проблемы прозрачности.
Во главе с Тошиаки Като из Университета Тохоку команда новаторского дизайна работает, используя сложные взаимодействия между ультратонкими материалами.
Новая установка основана на проводящем материале, называемом оксидом индия-олова (ITO), который одновременно прозрачен и бесцветен. Чтобы изготовить свой солнечный элемент, команда Като подвергла электрод ITO воздействию паров дисульфида вольфрама (WS 2 ). При правильных условиях пар осаждал слой WS 2 толщиной в атом на поверхность ITO, которая действует как полупроводник.
Путем покрытия ITO тщательно подобранными тонкими металлами и помещения изолирующего слоя между ITO и WS 2 исследователи могли точно контролировать «контактный барьер» между двумя материалами. Этот барьер описывает энергию, которую необходимо получить электронам, чтобы перейти из одного материала в другой.
В этом случае электроны в слое WS 2 пересекают контактный барьер, поглощая поступающие фотоны, и перескакивают между двумя «энергетическими зонами» полупроводника, превращая материал из изолятора в проводник.
При этом электрон оставляет положительно заряженную «дырку» в полупроводнике, прежде чем перейти к проводящему ITO-электроду. Это создает напряжение между обоими носителями заряда, позволяя собирать электрическую энергию с солнечной панели.
Эффективность и прозрачность: Благодаря своему производственному подходу команда Като значительно увеличила высоту контактного барьера по сравнению с предыдущими разработками. Это значительно увеличило напряжение между электронами в ITO и дырками, которые они оставили в полупроводнике.
В свою очередь, их переделка сделала устройство более чем в 1000 раз более эффективным в преобразовании входящего света в электрическую энергию, чем существующие солнечные элементы на основе ITO. Тем не менее, выбор материалов командой был гораздо более прозрачным, чем в предыдущих проектах: он позволял примерно 79% входящего света, проходящего через него.
После этой демонстрации Като и его коллеги исследовали, как их солнечный элемент можно изготовить в больших масштабах, сохранив при этом его высокую эффективность.
В предыдущих солнечных элементах на основе ITO увеличение площади поверхности материала приводило к падению напряжения между электронно-дырочными парами, которые он генерировал. Это снизило его способность преобразовывать свет в электричество. Но, тщательно изменив расположение электрических соединений в своей конструкции, исследователи показали, что высокие характеристики могут поддерживаться в солнечных элементах размером до 1 см 9 .0045 2 в районе.
Прозрачные солнечные элементы: Эта новая технология, которая уже продемонстрировала такой резкий скачок прозрачности и эффективности по сравнению с предыдущими конструкциями, может стать важным шагом вперед в усилиях по интеграции солнечных панелей в более широкий спектр существующих технологий, скрывая их. на виду, по сути.
Если материал станет более доступным в будущем, команда Като считает, что однажды он позволит разнообразным электронным устройствам собирать обильную энергию Солнца без необходимости подключать их к внешней сети или источнику питания.
Будем рады услышать от вас! Если у вас есть комментарий к этой статье или у вас есть совет для будущей истории Freethink, напишите нам по телефону [email protected] .
Ведущий мировой производитель солнечного (PV) стекла для строительства
Onyx Solar — ведущий мировой производитель прозрачного фотоэлектрического (PV) стекла для зданий. Onyx Solar использует фотоэлектрическое стекло в качестве материала для строительства, а также в качестве материала для выработки электроэнергии с целью захвата солнечного света и превращения его в электричество. Стекла изготовлены из слоев термообработанного безопасного стекла, которое может обеспечить такую же тепло- и звукоизоляцию, как и обычное архитектурное стекло, не говоря уже о том, что оно также пропускает естественный свет так же, как и обычное стекло. стеклянные панели могут быть установлены вместо обычного стекла на фасадах зданий, навесных стенах, атриумах, навесах и полах террас, среди других архитектурных применений.
с эстетической и энергетической точки зрения.
Обеспечивая такую же теплоизоляцию, как и обычное стекло, а также способность генерировать бесплатную чистую электроэнергию от солнца, оно позволяет зданиям значительно повысить свою энергоэффективность, снизить затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также уменьшить свой углеродный след. . Onyx Solar предлагает индивидуальные решения для существующих зданий, устанавливая облицовку из фотоэлектрических стекол, которые полностью или частично покрывают их крыши и фасады.
Мы также являемся разработчиками первого в мире фотогальванического покрытия из фотоэлектрического стекла, которое укладывается на полы террас, тротуары и другие наружные поверхности.
Компания, имеющая офисы в Испании, США и Китае, была основана в 2009 году и с тех пор реализовала более 350 проектов в 50 странах мира. Текущая годовая производственная мощность на нашем заводе составляет 2 миллиона квадратных футов.
Мы соблюдаем все международные стандарты качества и безопасности. Производственный процесс и материалы Onyx Solar были успешно проверены независимыми сертификационными ассоциациями. Для получения более подробной информации о сертификатах перейдите в раздел Сертификаты на сайте.
За последние годы компания Onyx Solar получила 75 международных наград.
САМОЕ ИННОВАЦИОННОЕ СТЕКЛО В МИРЕ.
Этот материал может производить бесплатную и чистую электроэнергию благодаря солнцу, превращая здания в вертикальные генераторы энергии. Мы можем легко адаптировать наши PV-стекла к потребностям наших клиентов, позволяя выбирать их форму, цвет, размер, толщину и степень прозрачности стекла, тем самым облегчая его интеграцию в широкий спектр проектов и дизайнов.
Благодаря теплоизоляционным свойствам фотоэлектрического стекла потребности зданий в энергии могут быть значительно снижены, что приводит к существенной экономии на счетах за электроэнергию и оборудовании ОВКВ.
A GLOBAL COMPANY
Наше фотоэлектрическое стекло уже установлено в самых разных зданиях более чем в 350 проектах по всей планете, от правительственных зданий до железнодорожных вокзалов и автобусных остановок.
Ведущие мировые компании и учреждения, такие как Apple Inc, Novartis Pharmaceuticals, Samsung, Coca-Cola, Heineken, Pfizer, G.W University и многие другие, возглавили внедрение фотогальванического стекла в свои отрасли.
Мы оказывали помощь в проектировании известным архитектурным фирмам, таким как Foster + Partners, Gensler, Perkins + Will, S.O.M, A.S + G.G и другим. Onyx Solar также участвовала в совместных предприятиях с такими генеральными подрядчиками, как Turner, Skanska, Jacobs, KPRS, ACS и Ferrovial.
СЕРТИФИКАТ КАЧЕСТВА
Безопасность и качество всегда на первом месте. Onyx Solar стремится поставлять только высококачественную продукцию, которая соответствует международным стандартам, нормам и правилам безопасности.