Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

دراسة اكتشافات جديدة وأقل تكلفة مواد الخلايا الشمسية يمكن تلبية الطلب على الطاقة

Published on February 17, 2009 at 9:14 PM

جديدة ، وأقل تكلفة المواد الخلايا الشمسية قادرة على تلبية الطلب على الطاقة دون استنفاد الموارد ، خلصت الدراسة إلى

هواة جمع الطاقة الشمسية ، ومثل هذه اللوحات الضوئية على سطح نيو مكسيكو في المدرسة الثانوية ، يمكن تثبيت أكثر من ذلك بكثير على نطاق واسع إذا كان من الممكن تصنيعها من مواد أقل تكلفة. (الولايات المتحدة صورة لوزارة الطاقة)

غير تقليدية يمكن أن المواد الخلايا الشمسية التي هي وفيرة ولكن أقل تكلفة بكثير من السيليكون وغيرها من أشباه الموصلات المستخدمة اليوم تخفيض كبير في تكاليف الطاقة الشمسية ، وفقا لدراسة جديدة من مجموعة الطاقة والموارد وقسم الكيمياء في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، لورانس بيركلي ، والمختبر الوطني (LBNL).

وقال معدو الدراسة هذه المواد ، وبعض منها وفيرة للغاية ، ويمكن توسيع محتمل لخلايا الطاقة الشمسية لتصبح مصدرا هاما على الصعيد العالمي من الطاقة منخفضة الكربون.

التحليل ، والتي ظهرت على الانترنت 13 فبراير في العلوم البيئية والتكنولوجيا ، ويدرس التحديات هما الأكثر إلحاحا على نطاق واسع الانتشار من الخلايا الكهروضوئية الشمسية ، فالعالم يتحرك نحو المستقبل محايدة الكربون : التكلفة لكل كيلووات ساعة ، ومجموع وفرة الموارد. دراسة جامعة كاليفورنيا في بيركلي تقييم المواد شبه الموصلة واعدة 23 واكتشف أن 12 وفيرة تكفي لتلبية أو يتجاوز الطلب على الطاقة في جميع أنحاء العالم سنويا. هؤلاء 12 ، وتسعة لديها مهمة تخفيض تكلفة المواد الخام أكثر من السيليكون البلورية التقليدية ، ومعظم المواد المستخدمة على نطاق واسع الضوئية في الإنتاج الضخم اليوم.

عمل يشكل خريطة طريق للبحوث في الرواية أنواع الخلايا الشمسية عندما بالتحديد وزارة الطاقة الأميركية وغيرها من الممولين خطة لتوسيع جهودها الرامية إلى ربط البحوث الأساسية جديدة للجهود نشر كجزء من الجهد الوطني لتوسيع كبير في استخدام الطاقة النظيفة ، وفقا لدانيال كامن ، جامعة كاليفورنيا في بيركلي أستاذ الطاقة والموارد ، ومدير مختبر الطاقة المتجددة والمناسبة.

كامن وزملاؤه سايروس واديا ، وهو باحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه في LBNL ، وألف بول Alivisatos ، المدير المؤقت للجامعة كاليفورنيا في بيركلي وLBNL أستاذ الكيمياء ، وشرعت في مشروع بحث مكثفة لبحث مسألة ما إذا كان قد تم تجاهلها مواد عالية التأثير أو المتخلفة خلال العقود القليلة الماضية من أبحاث الخلايا الشمسية.

"والسبب بدأنا النظر في مواد جديدة لأن الناس غالبا ما يعتقدون الشمسية ستكون مصدر الطاقة المهيمن للمستقبل" ، وقال واديا ، وهو باحث في مرحلة ما بعد الدكتوراة والذي قاد البحث. "لأن الشمس هي مورد الأرض الأكثر موثوقية وفيرة ، والطاقة الشمسية وبالتأكيد هذه الإمكانية ، ولكن تكنولوجيا الطاقة الشمسية الحالية قد لا يحصل لنا هناك في إطار زمني غير ذات معنى ، على كل حال ، والمهم أن نكون متفائلين ، ولكن عند النظر في العملية نظام الطاقة الشمسية التي يهيمن عليها ، يجب علينا أن نوجه اهتمامنا مرة أخرى إلى أبحاث العلوم الأساسية إذا ما أردنا حل المشكلة. "

المواد الأكثر شعبية في استخدام الطاقة الشمسية اليوم هي السيليكون والأفلام الرقيقة المصنوعة من تيل كد (تلوريد الكادميوم) و CIGS (الإنديوم سيلينيد الغاليوم النحاس). في حين أن هذه المواد قد ساعدت رفع الطاقة الشمسية لاعبا رئيسيا في أسواق الطاقة المتجددة ، وأنها لا تزال محدودة من تحديات التصنيع. السيليكون مكلفة لانتاج العملية والشامل. وعلاوة على ذلك ، فقد أصبح من الصعب على نحو متزايد لإزالة الألغام السيليكون ما يكفي لتلبية التزايد المستمر في الطلب على السلع الاستهلاكية.

الأغشية الرقيقة ، في حين أن أقل تكلفة من السيليكون وأسهل للانتاج الشامل ، فإن استنزاف مواردنا الطبيعية بسرعة إذا كانت هذه التكنولوجيات على النطاق لساعات تيراواط من الانتاج الصناعي السنوي. تيراواط ساعة هو مليار كيلووات ساعة.

واضاف "نعتقد في مجموعة من التكنولوجيات وبالتالي الاستمرار في دعم التنمية التجارية من كل التقنيات الضوئية" ، وقال كامن. "ومع ذلك ، فإن ما وجدناه هو أن بعض الأفلام الرائدة رقيقة قد يكون من الصعب على نطاق عالية مثل استهلاك الكهرباء العالمي". "إنه لا يعني أن هذه المواد لن تلعب دورا هاما" ، واضاف واديا "، ولكن بدلا من ذلك ، إذا كان هدفنا هو تزويد غالبية الكهرباء بهذه الطريقة ، ونحن يجب أن تنظر بسرعة المواد البديلة التي هي الأرض وفيرة ، غير سامة ورخيصة ، وهذه هي المواد التي يمكن أن يوصلنا إلى أهدافنا بسرعة أكبر. "

حدد فريق استخراج المواد الكبيرة التكلفة (سنت / لواط) الفجوة بين المواد الرائدة رقيقة وعدد من المرشحين غير تقليدية الخلايا الشمسية ، بما فيها بيريت الحديد ، وكبريتيد النحاس وأكسيد النحاس. وأظهر الباحثون أن البايرايت الحديد عدة أوامر من حجم أفضل من أي بديل آخر على مقاييس مهمة كل من التكلفة والوفرة. في التقرير ، المشار إليه الفريق بعض التطورات الحديثة في علم النانو ليجادل في أن تعوض خسائر متواضعة من كفاءة الخلايا الشمسية مواد غير تقليدية من جانب احتمالات تصعيد مع توفير كبير في تكاليف المواد.

وقال كامن ايجاد امدادات الكهرباء بأسعار معقولة هو ضروري لتلبية الاحتياجات البشرية الأساسية ، حتى الآن 30 في المئة من سكان العالم لا تزال من دون طاقة كهربائية يمكن الاعتماد عليها او غير كافية. تنبؤات علمية التكهن بأن لتلبية الطلب على الطاقة في العالم بحلول عام 2050 ، وانبعاثات الكربون العالمية قد تنمو الى مستويات من عواقب لا رجعة فيها.

"وبما أن الولايات المتحدة تصورا لمستقبل من الطاقة النظيفة بما يتفق مع الرؤية التي حددها الرئيس أوباما ، فمن المثير أن مجموعة من المواد الواعدة الخلايا الشمسية آخذ في التوسع ، من الناحية المثالية مثلما استراتيجية وطنية للطاقة المتجددة يأخذ شكل" ، وقال كامن ، الذي يشارك مدير معهد بيركلي للبيئة وجامعة كاليفورنيا في بيركلي فئة من الرئيس المتميز 1935 من الطاقة.

الدراسة التي واديا ، وAlivisatos كامن ، وهي متاحة على الانترنت في pubs.acs.org ، وسوف تظهر في قضية طباعة مارس في العلوم البيئية والتكنولوجيا. واديا مناقشة التقرير في 14 أبريل في اجتماع الربيع القادم لجمعية بحوث المواد ، الذي سيعقد في مركز موسكون في سان فرانسيسكو.

ويؤيد العمل الذي قامت به الوكالة الأمريكية لحماية البيئة ، ومؤسسة الطاقة ، والأسرة كارستن مؤسسة الأوقاف من مختبر الطاقة المتجددة والمناسبة وفئة من عام 1935.

Last Update: 4. October 2011 12:53

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