Energia ja ympäristö

Ovatko tulostettavat aurinkokennot globaalin aurinkosektorin tulevaisuutta?

Ovatko tulostettavat aurinkokennot globaalin aurinkosektorin tulevaisuutta?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Tulostettavat sähköpiirit [Kuvalähde:Wikimedia Commons]

Yhdysvaltain aurinkokennovalmistaja Triton Solar on juuri allekirjoittanut 100 miljoonan dollarin sopimuksen tuotantolaitoksen avaamisesta Intian Karnatakan osavaltiossa. Tavoitteena on aloittaa tuotanto paikan päällä elokuussa 2016. Yhtiö ilmoitti päätöksestään 14.th Joulukuu, joka oli jo huhtikuussa suunnitellut laitoksen rakentamista Madhya Pradeshiin. Triton Solar sijaitsee New Jerseyssä ja on erikoistunut tulostettaviin aurinkokennoihin, jotka toimivat nanoteknologialla ja jotka on valmistettu patentoidulla painotekniikalla. Sen lisäksi, että kennot toimivat ulkotiloissa, ne voivat tuottaa aurinkoenergiaa myös ympäristön valaistuksesta ilman suoraa auringonvaloa.

Harvat muut yritykset tai organisaatiot ovat toistaiseksi omaksuneet tulostettavan aurinkokalvon huolimatta siitä, että tekniikka osui otsikoihin kaksi vuotta sitten vuonna 2013. Tuona vuonna Australian Victorian Organic Solar Cell Consortium (VICOSC), joka on osa Australian Commonwealth Scientific and Industrial -yhtiötä Tutkimusorganisaatio (CSIRO) osoitti orgaanisten aurinkokennojen tulostusprosessin laajentamisen, mikä mahdollisti niiden helpottavan irtotavaraliittimien (BHJ) aurinkokennojen jatkuvaa tulostamista 30 cm leveällä alustalla. Arviointia varten kehitettiin useita esittelymoduuleja. Nämä olivat väriaineherkistettyjä soluja (DSC), jotka voidaan tulostaa useille alustoille, mukaan lukien muovi, lasi tai teräs. Ne toimivat musteen kyvyn avulla siepata auringonvaloa ja muuttaa se sähköksi. Tämä voisi mahdollisesti mahdollistaa niiden integroinnin useisiin kohteisiin, kuten älypuhelinten, tablettien tai kannettavien koteloihin. Tällä hetkellä ne ovat kuitenkin 10 kertaa vähemmän tehokkaita kuin tavallinen pii.

Maaliskuussa 2014 joukko brittiläisiä tutkijoita Middlesexin kansallisesta fyysisestä laboratoriosta (NPL) kehitti myös tulostettavia aurinkokennoja. Ne voivat toimia synkinä päivinä, kun auringonvaloa on vähän ja mahdollisiin sovelluksiin kuuluu integrointi takkien tai pussien materiaaliin, jossa niitä voitaisiin käyttää mobiililaitteiden lataamiseen.

Toinen teknologian kehittämiseen osallistuva yritys on Eight19, joka käyttää orgaanisia puolijohdemateriaaleja, jotka ovat peräisin runsaista, mahdollisesti edullisista materiaaleista. Näillä puolijohteilla on vahva valonabsorptiokyky, noin 100 kertaa vahvempi kuin piillä, ja ne voidaan valmistaa liuoksesta ympäristön olosuhteissa, mikä puolestaan ​​tekee materiaalista erittäin ohuen. Tämä tarkoittaa myös sitä, että ne voidaan tulostaa jatkuvalla rullalta rullalle painamis- ja päällystysprosesseilla, mikä vähentää kustannuksia. Tämän saavuttamiseksi käytetyt tulostuslaitteet ovat jo saatavilla. Ne voivat tulostaa materiaalia useista kymmenistä satoihin metreihin minuutissa ja niitä käytetään yleisesti pakkausten ja korkealaatuisten pinnoitteiden valmistamiseen.

Ottaen huomioon, että ohutkalvo on erittäin kevyt, ei tarvita mitään katonvahvistuksia ja kyky tulostaa solut eri väreillä tarkoittaa, että ne voivat olla paljon vähemmän häiritseviä kuin tavalliset pii-aurinkopaneelit. Autoteollisuus on myös kiinnostunut tulostettavasta ohutkalvoisesta aurinkokennosta, jotta aurinkosähkö voidaan mahdollisesti asentaa auton kattoihin, joissa ne auttaisivat lataamaan ajoneuvon sähköpiirejä.

Tämä tekniikka on vielä varhaisessa kehitysvaiheessa, joten kestää jonkin aikaa, ennen kuin näemme sen käyttöönoton kaupallisesti. Tämän alan kehitystä ajavat kuitenkin eteenpäin yliopistot ympäri maailmaa ja myös suuret kemianteollisuuden yritykset. Hyvin usein tämä edellyttää jonkinlaista kumppanuusjärjestelyä (Eight19 työskentelee Cambridgen yliopiston ja useiden materiaalikehitysyritysten kanssa).

Tarina ei kuitenkaan pääty tähän, koska tulostettavissa orgaanisissa aurinkokennoissa on nyt kilpaileva tekniikka - perovskite-aurinkokennot - jotka ovat saavuttaneet 20 prosentin hyötysuhteen verrattuna vain 10 prosenttiin.

Perovskiitti alkoi kiinnittää aurinkosektorin huomiota noin viisi vuotta sitten. Se on materiaali, joka sisältää lyijyä, jodia ja orgaanista komponenttia. Kun perovskiitti tutkittiin ensimmäisen kerran, se saattoi saavuttaa vain 3 prosentin hyötysuhteen, mutta vain viiden vuoden aikana se on nyt noussut 20 prosenttiin, kaksinkertainen aiemmin mainittuun tulostettavaan orgaaniseen ohutkalvoon verrattuna. Michael Grätzel, aurinkotutkija Ecole Polytechniquessa Lausannessa, Sveitsissä, kirjoitti Luonnonmateriaalit, metallihalogenidiperovskiitin nousu aurinkosektorilla hämmästytti PV-yhteisöä. CSIRO: n orgaanisen aurinkosähköasiantuntija Fiona Scholes, puhuen Cosmos Magazine -lehdelle, kuvaili kehitystä epäilemättä suurimmaksi edistysaskeleeksi orgaanisissa aurinkokennoissa.

Perovskiitti-tina-aurinkokennot [Kuvalähde:Oxford Pressin yliopisto, Flickr]

Nebraskan yliopiston materiaalinsinööri Jinsong Huangin mukaan avain perovskiten kykyyn tuottaa sähköä on sen sisäinen rakenne, jonka avulla elektronit pääsevät helposti elektrodiin painetussa perovskiittikennokennossa. Piin tehokkaaksi kilpailemiseksi sen on kuitenkin saavutettava noin 25 prosentin hyötysuhde, mikä saattaa olla mahdollista seuraavien viiden vuoden aikana.

Perovskite-aurinkokennoilla on joitain haittapuolia, kuten herkkyys kosteudelle ja se, että se sisältää lyijyä, jolloin siitä tulee myrkyllisyyden lähde rikkoutuessaan. Huang uskoo kuitenkin, että perovskiittisolut voitaisiin optimoida sen vakauttamiseksi, kun taas muut tutkijat etsivät tapoja korvata lyijypitoisuus jollakin vähemmän haitallisella.

Fiona Scholes uskoo, että tulostettavista aurinkokennoista tulee "keskeinen osa uusiutuvien energialähteiden yhdistelmää" tulevina vuosina. On todellakin totta, kun otetaan huomioon tarve tehdä jotain ilmastonmuutoksen torjumiseksi vähentämällä hiilidioksidipäästöjä maailman energiansaannista, että meidän on tutkittava mahdollisimman monta tapaa.

Tulostettavat aurinkokennot näyttävät yhä enemmän siltä, ​​että niistä tulee tärkeä osa tätä yleistä energiatyökalua.


Katso video: Aurinkosähkö - Tee se itse (Joulukuu 2022).