Posted in | Nanoenergy

Argonne Forskere Exploring New Solar Technologies som en del af Energy Initiative

Published on February 22, 2010 at 6:00 PM

Ansporet af den globale udvikling og befolkningstilvækst, er verdens energibehov forventes at være fordoblet i 2050. Den bedste løsning til at imødekomme den kommende efterspørgsel er et energimix, der omfatter generøse mængder af vedvarende energikilder som sol, vind og biobrændsel, samt nuklear energi og fossile brændstoffer.

Blandt de mange muligheder, repræsenterer solen den mest rigelige vedvarende energikilde. Dens stråler har et potentiale levering, dværge den globale efterspørgsel efter energi i dag og i en overskuelig fremtid. Men omkostningerne ved at konvertere sollys til brugbar elektricitet, skal varme eller brændstof blive radikalt reduceret for at realisere dette potentiale. Og det kan kun opnås gennem udvikling af teknologier, der er billige, meget skalerbar og baseret på rig kilde materialer.

Snesevis af forskere ved US Department of Energy (DOE) Argonne National Laboratory er at udforske nye sol teknologier som en del af sin Alternativ Energi & Efficiency Initiative. Initiativet sigter mod at opnå revolutionerende fremskridt mod storstilet brug af solenergi ved at fusionere grundforskning og anvendt forskning, der understøttes af samarbejde med erhvervslivet og andre forskningsinstitutioner.

Argonne er solenergi forskning dækker fire specifikke områder: næste generation af solcelle-teknologier såsom økologisk, hybrid og dye-sensibiliserede solceller, gennemsigtige dirigenter deponeret på 3-D solceller; koncentrere sollys og systemanalyse.

Nuværende fotovoltaiske teknologier klarer sig godt, men deres omkostninger er for høje til at konkurrere direkte med fossile brændstoffer. Uden betydelige statstilskud, vil gradvise forbedringer af disse teknologier ikke lavere omkostninger nok til at nå nettet paritet, hvor omkostningerne er lig med eller lavere end afbrænding af kul, f.eks.

Næste generations teknologier med potentiale til meget lave omkostninger er nødvendige. Organisk, hybrid og dye-sensibiliserede solceller er blandt de mest lovende af disse billige muligheder. Grundlæggende videnskab er nødvendig for at designe, syntetisere og forstå disse materialer, og anvendt videnskab til at optimere ydeevnen og opskalere fabrikation af enheder baseret på disse materialer. Desuden vil systemanalyse give indblik i, hvordan det komplekse samspil af spørgsmål som variation af solskin, vil geografiske og ressourcemæssige faktorer, regulering og økonomi indvirkning på markedet udbredelsen af ​​disse teknologier.

Lys skal indgå den ene side af en solcelle, og den side også skal fungere som en elektrode for enheden til at fungere, så gennemsigtige ledere er en afgørende komponent i stort set alle solceller. Indiumtinoxid er arbejdshest af transparente ledere i dagens enheder. Men verdens indium udbuddet er begrænset, så alternativer er nødvendige for at reducere den nødvendige mængde eller fjerne den helt. Argonne har et team af eksperter i en teknik kaldet Atomic Layer Deposition (ALD), der kan forberede ekstremt tynde lag af transparente ledere.

ALD giver også perfekt konform dækning, selv på meget tre-dimensionelle materialer som dem, der kræves for dye-sensibiliserede solceller. Brug ALD at deponere indiumtinoxid vil forbedre ydeevnen og reducere omkostningerne af næste generation af solceller. Udvidelse af denne teknik til alternative, vil jord-rigelige transparente ledere i sidste ende bringe os tættere på opdigte effektiv solenergi enheder på en massiv skala.

Sollys er Bountiful, men diffus. En anden vej til at sænke omkostningerne ved at indfange solenergi er at bruge billige materialer til at indsamle sollys fra et stort område. Dette lys er rettet enten til en lille, højtydende solcelle eller til en væske, der overfører den termiske energi til dampturbiner, der genererer elektricitet. Argonne har et program, udvikle selvlysende sol koncentratorer for første tilgang, som vil fungere i en bred vifte af klima og et andet program studere avancerede varmeoverførsel væsker til den anden, som fungerer bedst i områder med rigelige solskin. Fordi mange faktorer kan påvirke den kommercielle levedygtighed af disse teknologier, systemer analyse giver væsentlige retning med hensyn til enhedens mål og de relevante markeder.

Argonne er også på opdagelse i detaljer den miljømæssige konsekvenser af skift til nye solenergi teknologier i stor skala, og undersøge, hvordan forbrugerne vil reagere på disse teknologier.

Solceller og koncentreret solenergi rummer potentiale til at skabe en ny energiøkonomi til elnettet. Ser frem til yderligere, vender sollys til kemisk brændstoffer er en spændende vej til at erstatte fossile brændstoffer i transportsektoren; laboratoriet er om grunden til at tackle dette mål, også.

Argonne integrerede tilgang til solenergi forskning er en ny måde at tackle de udfordringer der er forbundet med skiftende globale energiforbrug generation væk fra fossile brændstoffer til at give en ren, sikker og stort set ubegrænset forsyning af energi i fremtiden.

Last Update: 7. October 2011 17:08

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit