Nanotecnologia nell'Energia Solare

Dalla Volontà Soutter

Argomenti Coperti

Introduzione
Tre Generazioni di Pannelli Solari
    Il Ruolo di Nanotecnologia
Sviluppi Recenti della Nanotecnologia del Pannello Solare
    Pannelli Solari Autopulenti
    Pile Solari Tintura-Migliorate - Imitare Fotosintesi
Conclusioni
Riferimenti

Introduzione

I Pannelli solari sono uno dei moduli di energia rinnovabile più popolari. Sempre più stanno usandi dalle diversi famiglie e commerci per produrre alcuna della loro propria elettricità, specialmente in paesi caldi e dai paesi più attenti ai problemi dell'ambiente come la Germania (vedi l'inserzione).

Alla memoria dei pannelli solari commerciali sono le celle (PV) fotovoltaiche - unità che convertono l'energia solare in tensione elettrica. Questi sono costruiti da parecchi livelli di materiali, ciascuno con un insieme specifico dei beni adatti al suo processo. Gli Avanzamenti nei materiali utilizzati in celle di PV spingeranno il risparmio di temi ed il costo dei pannelli solari ed infine aiutano l'applicazione dei pannelli solari per diventare più diffusa, attraverso delle le applicazioni nazionali, industriali e livelle della griglia.

Gli obiettivi principali di R & S per le tecnologie di PV sono:

  • aumenti la tariffa di assorbimento della luce
  • aumenti il risparmio di temi dell'effetto fotovoltaico
  • faccia diminuire il costo di fabbricazione
  • renda le celle di PV adattabili ai disgaggi differenti ed alle località

Tre Generazioni di Pannelli Solari

La tecnologia Fotovoltaica è stata categorizzata in tre generazioni distinte, che variazioni di punto del segno nei materiali e nelle tecniche di fabbricazione usati per fare le celle.

La prima generazione delle pile solari usa molto il silicio cristallino di alta qualità. Questi sono costosi fabbricare ed hanno un limite teorico equo basso di risparmio di temi di intorno 33%.

Le celle di PV della Seconda generazione usano le tecnologie della pellicola sottile con altri materiali semiconduttori quali il tellururo di cadmio (CdTe) ed il seleniuro del gallio dell'indio del rame (CIGS). Questi materiali possono diminuire significativamente i costi di elaborazione e promettono i risparmi di temi teorici molto più alti che ai i materiali basati a silicio di PV.

La Terza generazione PV è un gruppo di tecnologie molto più vasto, che stanno emergendo o nelle fasi di sviluppo. Le Tecnologie hanno considerato spesso la parte di questa terza generazione includono i punti di quantum, i semiconduttori nanostructured ed il silicio amorfo.

Il Ruolo di Nanotecnologia

La Nanotecnologia può aiutare con progettazione e fabbricare la seconda generazione, celle di PV della pellicola sottile. Tuttavia, i nanomaterials vero entreranno in loro propri nella terza generazione delle tecnologie della pila solare, dove le tecnologie novelle gradiscono i nanowires, punti di quantum e le giunzioni radiali cominceranno a spingere i limiti superiori di risparmio di temi di PV.

Nanostructures può anche permettere che le pile solari efficienti siano fatte dai materiali più economici e più convenzionali, come silicio e biossido di titanio. Sebbene sia costato le barriere in questione nello sviluppare le tecniche di fabbricazione in serie per le celle nano-migliorate di PV, l'uso delle materie prime più economiche permetterà che il costo delle pile solari commerciali continui a diminuire.

Figura 2. Disegno Schematico di una cella fotovoltaica. I Nanomaterials hanno il potenziale di migliorare la prestazione di ogni livello nella cella - dai rivestimenti più trasparenti e dagli elettrodi più conduttivi agli assorbitori più efficienti. Credito di Immagine: NREL

Sviluppi Recenti della Nanotecnologia del Pannello Solare

Pannelli Solari Autopulenti

Nel Luglio 2012, ecoSolargy ha lanciato un intervallo dei pannelli solari che usano il vetro autopulente - questo tiene i comitati esenti dalla sporcizia e dai detriti, per assicurare che le celle di PV ricevano tanto dell'energia solare di incidente come possibile. Questa tecnica è molto efficace nell'aiuto delle celle convenzionali eseguire a risparmio di temi di punta.

Probabilmente vederemo molto più di questo ordinamento dell'applicazione indiretta di nanotecnologia ai pannelli solari nei prossimi anni, prima che la nanotecnologia possa guadagnare una quota di mercato significativa nei materiali reali di PV utilizzati.

Pile Solari Tintura-Migliorate - Imitare Fotosintesi

Nel Maggio 2012, i ricercatori di Northwestern University hanno sviluppato un nuovo ordinamento della pila solare “tintura-sensibilizzata„ (parte della seconda generazione di tecnologie fotovoltaiche), che usa uno strato monomolecolare organico della tintura per contribuire ad assorbire la luce solare, molto come gli impianti fanno per la fotosintesi.

le celle Tintura-Sensibilizzate di PV sono state esplorate prima - tuttavia, la tintura organica usata è solitamente un liquido, che può perdere, drasticamente accorciando la vita della cella. L'avanzamento fatto dal gruppo alla Northeastern University è di usare una tintura che è appena come efficace a catturare l'energia solare, ma solidifica, impedicendola la colatura e dare alla cella della vita possibile.

La Loro pila solare novella egualmente usa una serie di altri nanomaterials, come le nanoparticelle del biossido di titanio e le pellicole sottili dello ioduro dello stagno del cesio, come semiconduttori P tipi e N tipi ad alto rendimento.

Conclusioni

L'energia solare sta guardando sempre più attraente, poichè altri metodi della produzione di energia quali i combustibili fossili e l'energia nucleare rientrano nell'esame accurato aumentante. La potenza che potrebbe potenzialmente essere raccolta da luce solare è molto al di là dei nostri requisiti. Tuttavia, l'alto costo della lavorazione si è associato con i pannelli solari, accoppiati con rendimento relativamente basso, significa che ancora richiede molto tempo recuperare l'investimento, se installando i pannelli solari sul tetto di una casa o costruendo un'azienda agricola solare del megawatt-disgaggio.

Ci sono ancora barriere a fabbricare i nanomaterials in grado di sollevare i limiti correnti su risparmio di temi di PV. È incoraggiante, tuttavia, vedere la ricchezza della ricerca entrare in area e vedere alcune piccole imprese cominciare a commercializzare nano-hanno migliorato i pannelli solari. Con la tariffa corrente dello sviluppo, l'energia solare è probabile scoppiare relativamente delle sue nicchie di mercato della corrente e guadagnare una condivisione sostanziale del servizio dell'energia mondiale.

Clicchi qui per le ultime notizie su nanotecnologia solare da AZoNano.

Riferimenti

Date Added: Aug 9, 2012 | Updated: Jun 25, 2014

Last Update: 26. June 2014 00:02

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