Дасягненні ў тэхналогіі сонечных батарэй

Барацьба са змяненнем клімату можа набіраць тэмпы, але, здаецца, крамянёвыя сонечныя батарэі зялёнай энергіі дасягаюць сваіх межаў.Самы прамы спосаб пераўтварэння зараз - гэта сонечныя батарэі, але ёсць і іншыя прычыны, чаму яны з'яўляюцца вялікай надзеяй на аднаўляльныя крыніцы энергіі.

Іх ключавы кампанент, крэмній, з'яўляецца другім па распаўсюджанасці рэчывам на Зямлі пасля кіслароду.Паколькі панэлі можна размясціць там, дзе патрэбна электраэнергія - на дамах, фабрыках, камерцыйных будынках, судах, дарожных транспартных сродках - менш неабходна перадаваць электраэнергію праз ландшафт;а масавае вытворчасць азначае, што сонечныя батарэі цяпер настолькі танныя, што эканоміка іх выкарыстання становіцца бясспрэчнай.

Згодна з дакладам Міжнароднага энергетычнага агенцтва аб прагнозах энергетыкі на 2020 год, сонечныя батарэі ў некаторых месцах вырабляюць самую танную камерцыйную электраэнергію ў гісторыі.

Нават той традыцыйны мядзведзь "а што, калі цёмна ці воблачна?"становіцца менш праблематычным дзякуючы трансфармацыйным дасягненням у тэхналогіі захоўвання.

Рухаючыся за межы сонечнага

Калі вы чакаеце «але», вось яно: але крамянёвыя сонечныя батарэі дасягаюць практычных межаў сваёй эфектыўнасці з-за некаторых даволі нязручных законаў фізікі.Камерцыйныя крэмніевыя сонечныя батарэі цяпер эфектыўныя толькі каля 20 працэнтаў (хоць і да 28 працэнтаў у лабараторных умовах. Іх практычная мяжа складае 30 працэнтаў, што азначае, што яны могуць пераўтварыць толькі каля траціны энергіі, атрыманай Сонцам, у электрычнасць).

Тым не менш, сонечная батарэя будзе вырабляць у разы больш энергіі без выкідаў на працягу свайго тэрміну службы, чым было выкарыстана пры яе вытворчасці.

крэмній/перовскит сонечны элемент

wd

Пяровскіт: будучыня аднаўляльных крыніц энергіі

Як і крэмній, гэта крышталічнае рэчыва фотаактыўнае, што азначае, што, калі на яго трапляе святло, электроны ў яго структуры ўзбуджаюцца настолькі, каб адарвацца ад сваіх атамаў (гэта вызваленне электронаў з'яўляецца асновай усяго вытворчасці электраэнергіі, ад батарэй да атамных электрастанцый). .Улічваючы, што электрычнасць дзейнічае, лінія конга электронаў, калі свабодныя электроны з крэмнію або перовскіта накіроўваюцца ў провад, у выніку атрымліваецца электрычнасць.

Пераўскіт - гэта простая сумесь раствораў соляў, якую награваюць да тэмпературы ад 100 да 200 градусаў, каб усталяваць яе фотаактыўныя ўласцівасці.

Як і чарніла, яго можна надрукаваць на паверхнях, і ён гнецца так, як цвёрды крэмній.Будучы таўшчынёй да 500 разоў меншай, чым крэмній, ён таксама звышлёгкі і можа быць напаўпразрыстым.Гэта азначае, што яго можна наносіць на ўсе віды паверхняў, напрыклад, на тэлефоны і вокны.Сапраўднае хваляванне, аднак, вакол патэнцыялу вытворчасці энергіі перовскита.

Пераадоленне самай вялікай праблемы перовскита - зносу

Першыя перовскітныя прылады ў 2009 годзе ператварылі ў электрычнасць толькі 3,8 працэнта сонечнага святла.Да 2020 года эфектыўнасць склала 25,5 працэнта, што блізка да лабараторнага рэкорду крэмнію ў 27,6 працэнта.Ёсць адчуванне, што хутка яго эфектыўнасць можа дасягнуць 30 працэнтаў.

Калі вы чакаеце "але" наконт перовскіта, то ёсць парачка.Кампанентам крышталічнай рашоткі перовскіта з'яўляецца свінец.Колькасць невялікая, але патэнцыйная таксічнасць свінцу азначае, што гэта варта ўлічваць.Сапраўдная праблема заключаецца ў тым, што неабаронены перовскіт лёгка дэградуе ад цяпла, вільгаці і вільготнасці, у адрозненне ад крамянёвых панэляў, якія звычайна прадаюцца з 25-гадовай гарантыяй.

Крэмній лепш спраўляецца са светлавымі хвалямі нізкай энергіі, а перовскит добра працуе з бачным святлом больш высокай энергіі.Перовскит таксама можна наладзіць на паглынанне святла розных даўжынь хвалі - чырвонага, зялёнага, сіняга.Пры дбайным выраўноўванні крэмнія і перовскіта гэта азначае, што кожная ячэйка будзе ператвараць большую частку светлавога спектру ў энергію.

Лічбы ўражваюць: эфектыўнасць аднаго пласта можа быць 33%;скласці дзве клеткі, гэта 45 працэнтаў;тры пласта дадуць эфектыўнасць 51 працэнт.Такія лічбы, калі іх можна рэалізаваць на камерцыйнай аснове, зробяць рэвалюцыю ў галіне аднаўляльных крыніц энергіі.


Час публікацыі: 12 жніўня 2021 г