Nanotecnologia nas Energias Solares

Pela Vontade Soutter

Assuntos Cobertos

Introdução
Três Gerações de Painéis Solares
    O Papel da Nanotecnologia
Avanços Recentes na Nanotecnologia do Painel Solar
    Painéis Solares da Auto-Limpeza
    Células Solares Tintura-Aumentadas - Imitando a Fotossíntese
Conclusões
Referências

Introdução

Os painéis Solares são um dos formulários os mais populares da energia renovável. Estão sendo usados cada vez mais por agregados familiares e por negócios individuais para produzir alguma de sua própria electricidade, particularmente em países mornos, e por uns países mais conscientes do meio ambiente como Alemanha (veja inserir).

No núcleo dos painéis solares comerciais são as pilhas (PV) fotovoltaicos - os dispositivos que convertem a energia solar em uma tensão elétrica. Estes são construídos de diversas camadas dos materiais, cada um com um grupo específico de propriedades seridas a seu trabalho. Os Avanços nos materiais usados em pilhas do PICOVOLT abaixarão a eficiência e o custo dos painéis solares, e ajudam finalmente a aplicação dos painéis solares a tornar-se mais difundida, através das aplicações domésticas, industriais, e do grade-nível.

Os alvos principais do R&D para tecnologias do PICOVOLT são:

  • aumente a taxa da absorção de luz
  • aumente a eficiência do efeito fotovoltaico
  • diminua o custo da fabricação
  • faça pilhas do PICOVOLT adaptávelas às escalas diferentes e às localidades

Três Gerações de Painéis Solares

A tecnologia Fotovoltaico foi categorizada em três gerações distintas, que SHIFT da etapa da marca nos materiais e nas técnicas de fabricação usados para fazer as pilhas.

A primeira geração de células solares usa o silicone cristalino da qualidade muito elevada. Estes são caros fabricar, e têm um limite teórico razoavelmente baixo da eficiência de ao redor 33%.

As pilhas do PICOVOLT da Segunda geração usam tecnologias do filme fino com outros materiais semiconducting tais como o telluride de cádmio (CdTe) e o selenide do gálio do índio do cobre (CIGS). Estes materiais podem significativamente reduzir despesas de fabrico, e prometem umas eficiências teóricas muito mais altas do que materiais silicone-baseados do PICOVOLT.

A Terceira geração PICOVOLT é um grupo muito mais largo de tecnologias, que estão emergindo ou nas fases de revelação. As Tecnologias consideraram frequentemente a parte desta terceira geração incluem pontos do quantum, semicondutores nanostructured, e o silicone amorfo.

O Papel da Nanotecnologia

A Nanotecnologia pode ajudar com projecto e fabricar a segunda geração, pilhas do PICOVOLT do filme fino. Contudo, os nanomaterials entrarão verdadeiramente seus próprios na terceira geração de tecnologias da célula solar, onde as tecnologias novas gostam de nanowires, pontos do quantum e as junções radiais começarão a empurrar os limites superiores de eficiência do PICOVOLT.

Nanostructures pode igualmente permitir que as células solares eficientes sejam feitas de uns materiais mais baratos, mais convencionais, como o dióxido do silicone e o titanium. Embora seja custado as barreiras envolvidas em técnicas se tornando da produção em massa para pilhas nano-aumentadas do PICOVOLT, o uso de umas matérias primas mais baratas permitirá que o custo de células solares comerciais continue a diminuir.

Figura 2. Diagrama Esquemático de uma pilha fotovoltaico. Os Nanomaterials têm o potencial aumentar o desempenho de cada camada na pilha - de uns revestimentos mais transparentes e de uns eléctrodos mais condutores a uns "absorber" mais eficientes. Crédito de Imagem: NREL

Avanços Recentes na Nanotecnologia do Painel Solar

Painéis Solares da Auto-Limpeza

em Julho de 2012, ecoSolargy lançou uma escala dos painéis solares que usam o vidro da auto-limpeza - este mantem os painéis livres da sujeira e dos restos, para assegurar-se de que as pilhas do PICOVOLT recebam tanto quanto da energia solar do incidente como possível. Esta técnica é muito eficaz em ajudar as pilhas convencionais executar na eficiência máxima.

Nós veremos provavelmente muito mais desta meio aplicação indirecta da nanotecnologia aos painéis solares nos próximos anos, antes que a nanotecnologia possa ganhar uma parte de mercado significativa nos materiais reais do PICOVOLT usados.

Células Solares Tintura-Aumentadas - Imitando a Fotossíntese

em Maio de 2012, os pesquisadores da Universidade Northwestern desenvolveram meio uma célula solar “tintura-sensibilizada” nova (parte da segunda geração de tecnologias fotovoltaicos), que usa um monolayer orgânico da tintura para ajudar a absorver a luz solar, muito como as plantas fazem para a fotossíntese.

as pilhas Tintura-Sensibilizadas do PICOVOLT foram exploradas antes - contudo, a tintura orgânica usada é geralmente um líquido, que possa escapar para fora, dràstica encurtando a vida da pilha. O avanço feito pela equipe na Universidade Do Nordeste é usar uma tintura que seja apenas como eficaz em capturar a energia solar, mas solidifica, impedindo que escape e dê à pilha uma vida viável.

Sua célula solar nova igualmente usa um número outros de nanomaterials, como nanoparticles do dióxido titanium e filmes finos do iodeto do estanho do césio, como o p-tipo de capacidade elevada e o n-tipo semicondutores.

Conclusões

As Energias solares estão olhando cada vez mais atractivas, como outros métodos da produção de electricidade tais como combustíveis fósseis e potência nuclear vindos sob o exame minucioso crescente. A potência que poderia potencial ser colhida da luz solar é para além de nossas exigências. Contudo, o custo alto da fabricação associou com os painéis solares, acoplados com eficiência relativamente baixa, significa que ainda toma uns muitos tempos recuperar o investimento, se instalando os painéis solares no telhado de uma casa ou construindo uma exploração agrícola solar da megawatt-escala.

Há ainda umas barreiras a fabricar os nanomaterials que poderiam levantar os limites actuais na eficiência do PICOVOLT. É encorajadora, contudo, ver a riqueza da pesquisa entrar na área, e ver algumas pequenas empresas começar a comercializar nano-aumentaram os painéis solares. Com a taxa actual de revelação, as energias solares são prováveis estoirar relativamente de seus nichos de mercado da corrente e ganhar uma parte substancial do mercado das energias mundiais.

Clique aqui para a notícia a mais atrasada na nanotecnologia solar de AZoNano.

Referências

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

Last Update: 26. June 2014 00:19

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