Revoliuciniai saulės elementai. Jie gamina nemokamą elektrą net ir be saulės (Foto) ()
Gali maksimaliai padidinti šviesos absorbciją.
© Stop kadras | https://www.youtube.com/watch?v=7yujm_Yevfo&t=241s
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Įsivaizduokite, kad elektra gaminama vien nuo stalinės lempos švytėjimo. O kas, jei biuro apšvietimas galėtų tyliai maitinti jutiklius ar mobiliuosius įrenginius? Naujausias atradimas rodo, kad tai ne fantazija, o beveik realybė.
Tradiciškai saulės elementai veikia tik ryškioje saulės šviesoje. Tačiau Taivano mokslininkai sukūrė perovskito (PeSCs) pagrindu sudarytą saulės elementą, kuris pasiekia įspūdingą 38,7 % efektyvumą esant standartiniam biuro apšvietimui (apie 2000 liuksų). Šie elementai gali paversti patalpų šviesą universaliu energijos šaltiniu, o jų paslaptis slypi vienoje konkrečioje medžiagoje.
|
Perovskitus galima tiksliai suderinti molekuliniu lygmeniu, kad jie atitiktų šviesos diodų arba fluorescencinių lempų šviesos spektrą. Reguliuodami draudžiamąją juostą arba slenkstį, ties kuriuo sužadinami elektronai, mokslininkai gali maksimaliai padidinti šviesos absorbciją sąlygomis, kai tradicinis silicis neveikia. Nors šis pokytis sukuria defektus, kurie riboja efektyvumą, Taivano komandai pavyko tai įveikti pasyvuojant defektus chelatinėmis metalo molekulėmis, kurios suriša laisvus atomus ir sumažina rekombinacijos nuostolius. Šis sumanus metodas pagerina tiek efektyvumą, tiek ilgaamžiškumą – pagrindines ilgalaikio naudojimo savybes.
Nauji perovskito saulės elementai, skirti naudoti patalpose, bandymų metu, esant 2000 liuksų įprastam biuro apšvietimui, pasiekė įspūdingą 38,7 % efektyvumą (PCE), todėl jie yra vienas efektyviausių sprendimų. Savo ruožtu, imituojant saulės šviesą (apie 12000 liuksų), jų efektyvumas pasiekė 12,7 %, o tai tikrai mažiau nei geriausių silicio elementų pasiekti 26 %, tačiau visiškai pateisinama specialiu optimizavimu patalpų sąlygoms.
Tačiau šis pasiekimas nėra pavienis atvejis. Pastaraisiais metais kitos tyrimų komandos taip pat pasiekė didelės sėkmės šioje srityje, o tai tik rodo, kad šiuo metu vyksta didelės lenktynės dėl patalpų saulės baterijų revoliucijos.
Viena iš perspektyviausių perovskito saulės elementų pritaikymo sričių yra daiktų interneto ir nešiojamos elektronikos įrenginiuose. Dėl įspūdingo efektyvumo esant silpnam apšvietimui šie elementai gali sėkmingai maitinti išmaniųjų namų jutiklius, išmaniuosius laikrodžius, fitneso sekiklius ir RFID žymas. Svarbiausias privalumas yra baterijų ar laidų panaikinimas, o tai ne tik supaprastina įrenginio dizainą, bet ir padidina jo patikimumą bei ilgaamžiškumą.
Ne mažiau perspektyvi plėtros kryptis yra pastatuose integruota fotovoltinė įranga (BIPV). Skaidrūs arba permatomi perovskito moduliai gali būti integruoti į architektūrinius elementus, tokius kaip langai, fasadai ar net šviestuvai. Tai leidžia gaminti elektros energiją netrikdant interjero estetikos, nes tokiu atveju elementai tampa beveik nematomu, tačiau funkcionaliu pastato elementu.
Kitas reikšmingas šios technologijos privalumas yra jos mastelio keitimas. Perovskito sluoksnius galima gaminti žemoje temperatūroje naudojant tirpalo metodus, o tai leidžia naudoti „roll-to-roll“ technologiją, t. y. didelio masto surinkimo linijų produkciją. Šis metodas žymiai sumažina sąnaudas ir pagreitina naujų sprendimų diegimą, o tai gali būti labai svarbu populiarinant patalpų fotovoltinę technologiją.
Tačiau vis dar yra svarbių klausimų, į kuriuos reikia atsakyti. Vienas iš jų – šių elementų patvarumas, nes kol kas nežinoma, kaip jie veiks po ilgo naudojimo įprastomis biuro sąlygomis, kur yra dulkių, drėgmės ir ilgų apšvietimo ciklų. Mechaniniai klausimai yra ne mažiau svarbūs, nes lankstūs perovskito formatai yra patrauklūs funkcionalumo požiūriu, tačiau kol kas neaišku, ar jie atlaikys mechanines montavimo ir kasdienio naudojimo apkrovas.
Švino kiekis išlieka dar vienu iššūkiu, nes daugelyje dabartinių perovskito formulių yra šio toksiško elemento. Nors kuriamos alternatyvos be švino, jos turi pasiekti panašų efektyvumą ir stabilumą, kad būtų plačiai pritaikytos rinkoje. Šį iššūkį verta priimti, nes perovskito saulės elementai, skirti naudoti patalpose, yra technologija, turinti didžiulį potencialą, kuris gerokai viršija tradicines fotovoltines technologijas. Dėl didelio efektyvumo, lanksčių gamybos galimybių ir universalumo jie galėtų atlikti pagrindinį vaidmenį kuriant paskirstytąją energetiką ir naujos kartos išmaniąsias energijos sistemas.
