kategória: Najlepšie články » Zaujímavé elektrické správy
Počet zobrazení: 10373
Komentáre k článku: 1
Samolepiace solárne panely
„Solárna batéria môže byť prilepená na čokoľvek od prenosných zdrojov energie pre prístroje až po inteligentné oblečenie a dokonca aj autonómne vesmírne obleky astronautov,“ hovorí Xiaolin Zheng, článok publikovaný vo vedeckých správach.
Kombinácia tenkovrstvovej elektroniky s novými solárnymi panelmi otvorí príležitosti na vytvorenie nových technických zariadení, čo je iba prvá etapa vývoja tejto technológie. Technológiu „odtrhnite a odlepte“ môžete použiť úplne všestranne, uistite sa, že vedúci tímu fyzikov na Stanfordskej univerzite Xiaolin Zheng.
Zheng a podobne zmýšľajúci ľudia vyvinuli a reprodukovali skutočné nálepky pre solárne batérie, ktoré boli výsledkom experimentov s filmami oxidu kremíka a niklu s hrúbkou nanometra. Vedci vysvetľujú, že solárne panely môžu tradične fungovať iba na veľmi, veľmi plochých povrchoch, na špeciálnych substrátoch, ako je sklo alebo kremík.
Problém je, že ak použijete iné substráty, nebudú fungovať kvôli zlej plochosti povrchu, nízkej odolnosti voči vysokým teplotám a chemickému ošetreniu. Táto tradícia značne obmedzuje rozsah použitia solárnych zdrojov so súčasným zvýšením ich nákladov.
Vývojárom sa podarilo pôvodným postupom tieto nedostatky v ich tenkovrstvových batériách zbaviť. Hlavnou myšlienkou bolo oddeliť hotovú batériu od kremíkovej doštičky tak, aby sa mohol použiť akýkoľvek substrát bez ohľadu na jej rovinnosť a tuhosť.
Vedci boli touto technológiou na výrobu grafénu vyzývaní objaviteľmi Game a Novoselov. Použitím podobnej techniky Xiaolin Chzhen a jeho kolegovia nanesli najtenší niklový film (300 nm) na doštičku vyrobenú zo zmesi oxidu kremíka a čistého kremíka odparením elektrónovým lúčom.
Ďalší krok na výslednej dvojvrstvovej štruktúre bol aplikovaný na aktívnu časť tenkovrstvovej solárnej batérie a ochrannú polymérnu vrstvu, aby sa zabránilo kontaktu aktívnej časti s vodou. Potom sa na jednu hranu nalepila páska s tepelnou lepivosťou a doska sa pri teplote miestnosti umiestnila do vodného kúpeľa.
O niekoľko minút neskôr vedci oddelili okraj pásky tak, aby molekuly vody prenikli medzi nikel a platňu, potom zdvihli pásik tepelnej pásky a fyzici úplne oddelili celý film výslednej slnečnej batérie od kremíkovej platne. Vo fáze úplného oddelenia filmu vedci predhriali celú štruktúru na 90 stupňov, aby sa oslabila priľnavosť.
Po oddelení od doštičky sa môže film prilepiť na cieľový povrch pomocou lepidla a doska samotná sa môže znova použiť na vytvorenie ďalšej nálepky na batériu.
Je dôležité poznamenať, že získané filmové solárne články vykazujú takmer rovnakú účinnosť pred a po oddelení filmu od substrátu. Merania ukázali, že prúd a napätie pred a po procese glejenia na plechu z nehrdzavejúcej ocele alebo na sodno-vápenatom skle sú nerozoznateľné, je zrejmé, že počas prenosu nálepky na akýkoľvek povrch nedochádza k žiadnemu poškodeniu.
Priemerné merania výkonnostných ukazovateľov viac ako 20 solárnych panelov s plochou 0,05 štvorcových Cm a 0,28 štvorcových Cm v uvedenom poradí preukázali účinnosť pred preglejkovým procesom = 7,4 ± 0,5% a účinnosť = 5,2 ± 0,1% = 7,7 ± 0,5% an = 5,3 ± 0,1% po preglejke. Rozdiel v účinnosti medzi článkami rôznych veľkostí je spôsobený vysokým odporom batérií zapojených do série.
Je však dôležitejšie, aby oba solárne panely mali takmer identické ukazovatele výkonu pred a po procese dimenzovania a odchýlka je iba 5%, čo je v rámci chyby merania. Tieto výsledky ilustrujú niekoľko kľúčových výhod tejto technológie: univerzálnosť pri výbere substrátu, vysoká kvalita pôvodného dizajnu, jednoduchosť a škálovateľnosť procesu, ako aj ďalšie úspory pri opakovanom použití pôvodných kremíkových substrátov.
Zheng tvrdí, že takéto filmové solárne panely môžu byť prilepené k akémukoľvek povrchu: sklo, tkanina, papier alebo akýkoľvek iný netypický materiál pre fotoelektroniku, dokonca aj na stenách domov. V každom prípade bude batéria vyrábať rovnaké množstvo elektrickej energie ako tradičné solárne panely predchádzajúcej technológie, pričom sa zachová účinnosť 7,5%.
Navyše sa nálepka na batériu ľahko ohýba a to nevedie k poruchám alebo zníženiu účinnosti. Vedci predpovedajú, že táto pozoruhodná vlastnosť pri nízkych nákladoch umožní použitie nových solárnych panelov - nálepiek ako zdrojov energie pre inteligentné oblečenie a iné elektronické zariadenia, kde je dôležitá flexibilita.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: