Sel solar multilayer ultra-nipis berdasarkan bahan nanostructured

Para saintis di seluruh dunia memberi perhatian yang besar untuk memperbaiki sistem penukaran tenaga solar. Dalam usaha untuk meningkatkan kecekapan dan mengurangkan, sebanyak mungkin pengeluaran kos solar panel, saintis di Massachusetts Institute of Technology memutuskan untuk mengambil jalan mengurangkan ketebalan sel solar.

Jenis panel baru boleh melepasi sebarang penyelesaian sedemikian, dan dari segi pengeluaran elektrik setiap kilogram bahan yang digunakan, ia akan lebih rendah hanya kepada uranium. Panel seperti itu boleh dibuat daripada lembaran yang dilipat di banyak lapisan. graphene atau molibdenum disulfida, ketebalannya hanya satu molekul (tumpukan helaian monomolecular). Para saintis berpendapat bahawa pendekatan ini akhirnya akan menjadi pendekatan terbaik untuk pembangunan tenaga solar.

Jeffrey Grossman, penolong profesor tenaga di Massachusetts Institute of Technology, mengatakan bahawa walaupun banyak perhatian daripada para saintis yang meneliti bahan-bahan yang sama seperti grafena dua dimensi, potensi bahan-bahan ini untuk digunakan dalam sistem penukar solar telah diabaikan sepenuhnya dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Ternyata bahan-bahan ini tidak hanya baik, tetapi mereka sangat baik dalam menghadapi tugas yang diberikan kepada mereka.

Dalam jangka panjang, dua lapisan satu tebal atom, seperti yang dikemukakan kepada pasukan Grossman, akan memberikan kecekapan sebanyak 1-2%, mengubah tenaga cahaya matahari menjadi elektrik. Nampaknya kecil berbanding kecekapan 15-20% unsur silikon tradisionalWalau bagaimanapun, adalah penting untuk diingat bahawa hasilnya dicapai dengan menggunakan bahan ribuan kali lebih kurus daripada kertas tisu.

Bateri dua lapisan dengan ketebalan 1 nanometer beratus ribu kali lebih kurus dari satu silikon konvensional, oleh itu, dengan meletakkan lapisan tipis ini dalam banyak lapisan, anda boleh meningkatkan dan melampaui kecekapan sel solar yang biasa. Ini akan mewujudkan persaingan yang ketara untuk teknologi yang mantap, menurut pengarang Grossman.

Di mana berat adalah kritikal, seperti dalam kapal angkasa, dalam penerbangan, dan di kawasan-kawasan di negara membangun di mana kos pengangkutan adalah penting, elemen cahaya itu sudah mempunyai potensi besar.

Berbanding dengan berat badan, panel solar baru akan menghasilkan sehingga 1000 kali lebih banyak tenaga daripada bateri konvensional. Pada masa yang sama, teknologi konvensional yang paling tipis yang dihasilkan sehingga sel suria masih melebihi tahap yang baru sebanyak 50 kali dalam berat badan.

Ini bukan sahaja memudahkan pengangkutan, tetapi juga memudahkan pemasangan panel, kerana separuh kos panel solar hari ini adalah kos struktur sokongan dan sistem sambungan dan kawalan. Kos ini boleh dikurangkan dengan menggunakan reka bentuk yang lebih ringan.

Di samping itu, bahan itu sendiri jauh lebih murah daripada silikon daripada kesucian yang diperlukan, yang digunakan dalam sel suria standard, kerana lembarannya sangat tipis sehingga memerlukan bahan permulaan yang sangat kecil.

Ini adalah contoh yang mengagumkan tentang bagaimana bahan nanostructured dapat menjadi asas untuk mereka bentuk peranti tenaga terkini. Kekuatan mekanikal dan kelenturan lapisan nipis ini juga dijangka tinggi. Pemaju mengatakan ini hanya permulaan satu generasi baru untuk tenaga solar.

Di satu pihak, molibdenum disulfida dan molibdenum dislenide yang digunakan dalam projek ini hanya dua dari banyak bahan dua dimensi yang berpotensi digunakan di sini, belum lagi pelbagai kombinasi untuk digunakan bersama.

Penyelidik percaya bahawa banyak bahan perlu dipelajari, dan syarat-syarat untuk refleksi telah dibuat. Para saintis kini boleh melihat bahan-bahan ini dengan cara yang sama sekali baru.

Dan walaupun tidak ada kaedah industri untuk menghasilkan molibdenum disulfida dan molibdenum dislenide, ini merupakan kawasan penyelidikan aktif. Pembuatan keluaran adalah satu isu penting, tetapi masalah ini diselesaikan.

Satu kelebihan tambahan bahan tersebut ialah kestabilan jangka panjang mereka walaupun di udara terbuka, sementara bahan suria lain memerlukan salutan pelindung dengan lapisan berat kaca, yang juga mahal. Malah, terdapat ketahanan terhadap pendedahan cahaya dan kelembapan ultraviolet, dan ini menjadikan penyelesaian baru sangat boleh dipercayai.

Kerja permulaan termasuk hanya pemodelan komputer bahan, tetapi kini sekumpulan saintis membuat percubaan untuk mengeluarkan peranti itu sendiri. Sudah tentu, ini hanya hujung aisberg, dari sudut pandangan menggunakan bahan dua dimensi untuk menghasilkan "tenaga bersih", kata saintis.