Статии от Електротехник - София

Print

091102172517
Преобразуването на светлината в електричество може би само след няколко години ще е възможно и без масивните панели на покривите. Учените от Georgia Tech School of Materials Science and Engineering работят по ново поколение 3D- фотоволтаични клетки. С помощта на наноструктури от цинков окис върху оптични влакна, покрити с фоточувствителни /dye-sensitized/субстанции, системите ще могат да се вграждат във фасадите на сградите или върху превозните средства и да генерират електричество, оставайки напълно невидими за окото.

„ С помощта на тази технология ще можем да създаваме гъвкави и мобилни фотоволтаични системи” – казва професор Zhong Lin Wang от Georgia Tech – „Оптичните влакна ще пренасят светлината в стените на сградите, където вградени наноматериали с подходящи свойства ще генерират електричество.“

Тази разработка е спонсорирана от американската Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA – същата, на която дължим чудото на новото време – интернет), KAUST Global Research Partnership и National Science Foundation (NSF).

Dye-sensitized соларните клетки използват фотохимични процеси за да генерират електричество. Те са евтини, гъвкави и механично устойчиви, но ниската им ефективност на конверсия ги прави по-малко желани от силициевите фотоволтаични клетки. Но с помощта на специални наноструктури повърхността, която е достъпна за осветяване, може да се увеличи и оттам да се повиши ефективността на конверсия повече от 3 пъти. Добавете неограничените възможности, които имат архитектите и дизайнерите да ги вградят във фасадите на сградите, превозните средства и даже във военно оборудване.

Изработването на една фотоволтаична система по рецептата на Georgia Tech започва с оптични влакна, подобни на използваните за пренос на данни. Върху оптичните влакна се нанася проводящ слой, след което се потапят в цинков окис. С помощта на специална техника се изгражда много специална наноструктура, като нишки с наноразмери от цинковия окис се групират по такъв начин около оптичното влакно, че образуват нещо, което можем да оприличим на четка за измиване на бутилки. Върху тези нанонишки от цинков окис после се нанася фотоволтаична субстанция, която преобразува светлината в електричество.

katie_x220

Светлината, която се движи в оптичното влакно, преминава в нанонишките и достига до фотоволаичното багрило, което произвежда електричество. Между нанонишките има течен електролит, който предава заряда. Получената хибридна нано-оптична фотоволтаична клетка е 6 пъти по-ефективна от плоска фотоволтаична клетка с цинков окис със същата площ.

„При всяко отразяване на светлината в оптичното влакно фотоните имат шанса да взаимодействат с фоточувствителното багрило, нанесено върху наноструктурата, така че възможността да избият електрон се увеличава многократно – т.е. увеличава се ефективността.” – обяснява професор Wang.

Постигната до момента ефективност на конверсия е 3,3%, но Wang и неговият екип планират с определени модификации на повърхностната структура да достигнат 7 до 8%. Въпреки че това е доста по-скромен резултат спрямо силициевите фотоволтаици, при някои приложения то е напълно достатъчно.

Този вид фотоволтаици няма да изместят традиционните, но ще имат своя принос за генериране на слънчево електричество като още една опция. Защото бъдещето на енергията няма да зависи от една единствена универсална технология, а ще използва множество варианти с различни характеристики и приложения.

По материали от: ScienceDaily

Copyright 2011. Free joomla templates |photoshop brushes