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Posted in | Nanoenergy

Argonne Forscher Exploring New Solar Technologies als Teil des Energie-Initiative

Published on February 22, 2010 at 6:00 PM

Angespornt durch die globale Entwicklung und das Bevölkerungswachstum werden die weltweiten Energiebedarfs bis 2050 voraussichtlich verdoppeln. Die beste Lösung für das kommende Nachfrage zu befriedigen ist ein Energiemix, der großzügige Mengen von erneuerbaren Energiequellen wie Sonne, Wind und Biokraftstoffe sowie Kernenergie und fossile Brennstoffe beinhaltet.

Von den vielen Möglichkeiten, stellt die Sonne die am häufigsten vorkommende erneuerbare Energiequelle. Ihre Strahlen haben eine potenzielle Angebot, dass die globale Nachfrage nach Energie heute und auf absehbare Zeit Zwerge. Doch die Kosten für die Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbare Elektrizität, Wärme oder Kraftstoff müssen radikal reduziert werden, um dieses Potenzial zu realisieren. Und das kann nur durch die Entwicklung von Technologien, die Low-Cost-, hoch skalierbar und basiert auf reichlich Ausgangsstoffe sind durchgeführt werden.

Dutzende von Forschern der US-Department of Energy (DOE) Argonne National Laboratory sind die Erforschung neuer Solartechnologien im Rahmen der Alternative Energy & Efficiency Initiative. Die Initiative zielt darauf ab, revolutionären Fortschritte in Richtung der großflächigen Einsatz von Solarenergie durch die Zusammenlegung Grundlagenforschung und angewandter Forschung, die durch Kooperationen mit der Industrie und anderen Forschungseinrichtungen unterstützt zu erreichen.

Argonne Solarenergieforschung umfasst vier spezifische Bereiche: Next-Generation-Photovoltaik-Technologien wie Bio-, Hybrid-und Farbstoff-Solarzellen, transparente Leiter abgeschieden auf 3-D Photovoltaik, konzentrierte Sonnenlicht und Systemanalyse.

Aktuelle Photovoltaik-Technologien ausführen gut, aber die Kosten sind zu hoch, um in direktem Wettbewerb mit fossilen Brennstoffen. Ohne erhebliche staatliche Subventionen werden schrittweise Verbesserungen, um diese Technologien nicht geringere Kosten genug, um die Netzparität, wo die Kosten sind gleich oder niedriger als das Verbrennen von Kohle, z. B. zu erreichen.

Technologien der nächsten Generation mit Potenzial für sehr kostengünstige Produktion benötigt werden. Organic, Hybrid-und Farbstoff-Solarzellen gehören zu den vielversprechendsten dieser Low-Cost-Optionen. Grundlagenforschung ist nötig, um Design, Synthese und zu verstehen, diese Materialien und angewandten Wissenschaft, um die Leistung zu optimieren und Scale-up der Herstellung von Geräten auf der Basis dieser Materialien. Darüber hinaus werden Systeme Analyse Einblick in das komplexe Zusammenspiel von Themen wie Variabilität der Sonneneinstrahlung, geographische und Ressourcen-Faktoren, die Regulierung und Wirtschaft wird die Marktdurchdringung dieser Technologien auswirken können.

Licht muss in die eine Seite einer Solarzelle eingeben und die Seite hat auch als Elektrode für das Gerät zu bedienen Funktion-so transparent Leiter sind ein wesentlicher Bestandteil der nahezu alle Solarzellen. Indium-Zinn-Oxid ist das Arbeitspferd der transparenten Leiter in der heutigen Geräte. Aber die Welt ist Indium Angebot ist begrenzt, so Alternativen sind nötig, um den erforderlichen Betrag zu reduzieren oder zu eliminieren sie gänzlich. Argonne hat ein Team von Experten in einer Technik namens Atomic Layer Deposition (ALD), die extrem dünnen Schichten von transparenten Leitern vorbereiten können.

ALD bietet auch perfekt konformen Berichterstattung, auch auf stark dreidimensionalen Materialien, wie sie für Farbstoff-Solarzellen benötigt. Mit ALD einzahlen Indium-Zinnoxid wird die Leistung zu verbessern und die Kosten der nächsten Generation der Photovoltaik. Ausweitung dieser Technik auf alternative, werden Erd-reich transparenten Leiter letztlich uns näher zu bringen Herstellung effizient Solarenergie Geräte im großen Stil.

Das Sonnenlicht ist großzügig, aber diffus. Ein anderer Weg zur Senkung der Kosten für die Erfassung Solarenergie ist es, kostengünstige Materialien zu verwenden, um das Sonnenlicht aus einem großen Gebiet zu sammeln. Dieses Licht wird entweder auf eine kleine, hochleistungsfähige Solarzelle oder eine Flüssigkeit, die die thermische Energie auf Dampfturbinen zur Stromerzeugung geleitet. Argonne hat ein Programm entwickelt Leuchtstoffe Solar-Konzentratoren für den ersten Ansatz, der in einer breiten Vielfalt von Klimazonen und ein anderes Programm studieren fortgeschrittenen Wärmeträger für die zweite, die beste Leistung in Regionen mit viel Sonnenschein Funktion. Da zahlreiche Faktoren die Wirtschaftlichkeit dieser Technologien beeinflussen könnten, werden Systeme Analyse liefern wichtige Richtung in Bezug auf Geräte Ziele und eine angemessene Märkten.

Argonne erkundet auch im Detail die Umweltauswirkungen der Übergang zu neuen Technologien der Solarenergie in großem Maßstab und prüfen, wie die Verbraucher, um diese Technologien zu reagieren.

Fotovoltaikanlagen und konzentrierter Solarenergie halten das Versprechen der Beginn einer neuen Energiewirtschaft für das Stromnetz. Wir freuen uns sogar noch weiter und Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Brennstoffe ist eine spannende Route zum Ersatz fossiler Brennstoffe im Verkehrsbereich, im Labor ist das Fundament, um dieses Ziel anzugehen, auch.

Argonne integrierten Ansatz zur Erforschung der Sonnenenergie stellt eine neue Art der Bewältigung der Herausforderungen mit wechselnden globalen Energieerzeugung von fossilen Brennstoffen auf eine saubere, sichere und praktisch unbegrenzte Energieversorgung in der Zukunft verbunden.

Last Update: 7. October 2011 22:53

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