Солнечные ячейки-оригами

      Комментарии к записи Солнечные ячейки-оригами отключены

Солнечные ячейки-оригами

Один из способов собрать больше солнечной энергии – убедиться, что излучение падает на солнечную панель под совершенным углом. Это указывает отслеживание перемещения светила с соответствующим перемещением плоскости панели либо применение комплексной оптики для перенаправления лучей, в случае если поверхность с солнечными ячейками неподвижна. Исследователи из Университета Иллинойса (University of Illinois) внесли предложение второе, инновационное ответ: самосборные сферические ячейки, каковые способны собирать большее количество энергии, чем плоские поверхности.

Изменение формы – это довольно несложный путь решения проблемы концентрации падающего излучения, но реализовать его при фотоэлектрических устройств до новой разработки было очень сложно. Микромасштабные ячейки произведены с применением простого литографического процесса, скомбинированного с операциями по самосборке. В случае если эффективность аналогичных ответов будет доказана на практике, покажется потенциальная возможность организовать из них громадные массивы с такой же выходной мощностью, как при простых солнечных ячеек, но меньший требуемый количество кремния разрешит снизить цена.

Вместо громадной пластины с полупроводниковыми элементами, покрытой концентрирующими линзами и оснащённой моторами для её перемещения, мы стремимся создать компактные ячейки с подобной мощностью, – растолковывает задачу доктор химических наук Ральф Наззо (Ralph Nuzzo).

Изогнутые поверхности собирают больше света если сравнивать с плоскими благодаря увеличенной площади. Но изготовление солнечных ячеек с хорошей от ровной поверхностью сталкивается со сложностями в виде ограничений производственных процессов, применяющих полупроводники. Исходя из этого возглавляемая Наззо несколько избрала путь независимого преобразования формы плоскими страницами в микромасштабные трёхмерные элементы.

Реализация проекта началась с правильной обработки узкой отличной кремниевой заготовки. Литография разрешила взять узкую двумерную структуру, которой исследователи придали форму цветка. В клейким веществом крепится маленькой кусочек стекла, помогающий сохранять принимаемую форму.

Наконец, по мере испарения размещённой в центре «цветка» капли воды силы поверхностного натяжения заставляют «лепестки» подниматься, в следствии появляется близкая к сфере структура.

Сложность в том, дабы вынудить материалы изменяться предсказуемым образом. Исследователи создали математические модели, помогающие прогнозировать механические особенности кремниевых элементов с толщиной и разнообразной формой, и их сотрудничество с водой, которое возможно регулировать химической обработкой поверхности. По окончании образования сферы добавляются электрические контакты.

Итогом всей работы стали микроскопические сферические солнечные ячейки, выступившие доказательством функциональности «оригами», как именует разработку Наззо. Та же техника употреблялась для получения цилиндрических ячеек. Устройства Наззо конвертируют всего 1% света в электричество – низкая эффективность кроме того для фотоэлектрического преобразования.

Но конечный итог превосходит показатели изготовленных теми же довольно неотёсанными техпроцессами плоских ячеек из того же количества кремния. По словам учёных, созданная ими методика возможно применена к вторым материалам кроме кремния, а форма ячеек не ограничена цилиндром и сферой.

Имеется и другие методы повышения количества собираемого света, такие как применение антиотражающих покрытий и текстурирование поверхностей. Но основное преимущество новой методики – меньший количество требуемого материала. На плоские солнечные ячейки толщиной в пара микрометров нельзя нанести текстуру, а антиотражающие плёнки усложняют производство и додают цена. Самосборка, по словам Наззо, предлагает лучшую альтернативу.

На данный момент исследователи трудятся над совершенствованием технологического процесса.

Денис Борн

Размещено в NanoWeek,

  • Прошлая статья: Теория решения проблемы высокотемпературной сверхпроводимости
  • Следующая статья: Toshiba создала молекулярный фоторезист для EUV-литографии

Постройка Солнечной Батареи своими руками новая версия


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: