Thể loại: Bài viết nổi bật » Tin tức điện tử thú vị
Số lượt xem: 9161
Bình luận về bài viết: 1
Pin mặt trời đa lớp siêu mỏng dựa trên vật liệu cấu trúc nanô
Các nhà khoa học trên toàn thế giới đang rất chú trọng cải thiện hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời. Trong nỗ lực tăng hiệu quả và giảm càng nhiều càng tốt, chi phí sản xuất trực tiếp các tấm pin mặt trời, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts đã quyết định đi theo con đường giảm độ dày của pin mặt trời.
Loại tấm mới có thể vượt qua bất kỳ giải pháp nào như vậy, và về mặt sản xuất điện trên mỗi kg vật liệu được sử dụng, nó sẽ chỉ thua kém uranium. Những tấm như vậy có thể được làm bằng các tấm gấp thành nhiều lớp. graphene hoặc molybdenum disulfide, độ dày chỉ có một phân tử (ngăn xếp các tấm đơn phân tử). Các nhà khoa học cho rằng phương pháp này cuối cùng sẽ trở thành phương pháp tốt nhất có thể để phát triển năng lượng mặt trời.
Jeffrey Grossman, trợ lý giáo sư năng lượng tại Viện Công nghệ Massachusetts, nói rằng mặc dù có rất nhiều sự chú ý từ các nhà khoa học nghiên cứu các vật liệu giống như graphene hai chiều, tiềm năng của các vật liệu này để sử dụng trong các hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời đã bị bỏ qua trong những năm gần đây. Hóa ra những tài liệu này không chỉ tốt, mà chúng còn rất giỏi trong việc đối phó với nhiệm vụ được giao.
Về lâu dài, hai lớp một nguyên tử dày, như được trình bày cho nhóm Grossman, sẽ cho hiệu suất 1-2%, chuyển đổi năng lượng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Có vẻ nhỏ so với hiệu quả 15-20% yếu tố silicon truyền thốngtuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là kết quả đạt được bằng cách sử dụng vật liệu mỏng hơn hàng nghìn lần so với giấy lụa.
Pin hai lớp có độ dày 1 nanomet mỏng hơn hàng trăm nghìn lần so với pin silicon thông thường, do đó, bằng cách đặt các tấm mỏng nhất này thành nhiều lớp, bạn có thể tăng và vượt đáng kể hiệu quả thông thường của pin mặt trời. Điều này sẽ tạo ra sự cạnh tranh đáng kể cho công nghệ được thiết lập tốt, theo các đồng tác giả của Grossman.
Trong đó trọng lượng là rất quan trọng, chẳng hạn như trong tàu vũ trụ, hàng không và trong các khu vực của thế giới đang phát triển nơi chi phí vận chuyển là đáng kể, các yếu tố ánh sáng như vậy đã có tiềm năng lớn.
So với trọng lượng, các tấm pin mặt trời mới sẽ tạo ra năng lượng gấp 1000 lần so với pin thông thường. Đồng thời, mỏng nhất trong số các công nghệ thông thường được sản xuất cho đến nay pin mặt trời vẫn vượt quá 50 lần trọng lượng mới.
Điều này không chỉ dễ vận chuyển, mà còn dễ lắp đặt các tấm pin, bởi vì một nửa chi phí của các tấm pin mặt trời ngày nay là chi phí của cấu trúc hỗ trợ và hệ thống kết nối và điều khiển. Những chi phí này có thể được giảm đáng kể bằng cách sử dụng các thiết kế nhẹ hơn.
Ngoài ra, vật liệu này rẻ hơn nhiều so với silicon có độ tinh khiết cần thiết, được sử dụng trong pin mặt trời tiêu chuẩn, vì các tấm mỏng đến mức chúng cần một lượng rất nhỏ vật liệu ban đầu.
Đây là một ví dụ ấn tượng về cách vật liệu cấu trúc nanô có thể là cơ sở để thiết kế các thiết bị năng lượng mới nhất. Độ bền cơ học và tính linh hoạt của các lớp mỏng này cũng được dự kiến sẽ cao. Các nhà phát triển cho biết đây chỉ là khởi đầu của một thế hệ vật liệu mới cho năng lượng mặt trời.
Một mặt, molybdenum disulfide và molybdenum dislenide được sử dụng trong dự án này chỉ là hai trong số nhiều vật liệu hai chiều có khả năng được sử dụng ở đây, chưa kể các kết hợp khác nhau của chúng để sử dụng cùng nhau.
Các nhà nghiên cứu tin rằng nhiều tài liệu phải được nghiên cứu, và các điều kiện để phản ánh đã được tạo ra. Các nhà khoa học hiện có thể nhìn vào các vật liệu này theo một cách hoàn toàn mới.
Và, mặc dù hiện tại không có phương pháp công nghiệp để sản xuất molybdenum disulfide và molybdenum dislenide, đây là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực. Khả năng sản xuất là một vấn đề quan trọng, nhưng vấn đề này có thể giải quyết được.
Một lợi thế bổ sung của các vật liệu như vậy là sự ổn định lâu dài của chúng ngay cả trong không khí mở, trong khi các vật liệu mặt trời khác yêu cầu một lớp phủ bảo vệ với các lớp thủy tinh nặng, cũng đắt tiền. Trên thực tế, có khả năng chống tiếp xúc với cả tia cực tím và độ ẩm, và điều này làm cho giải pháp mới rất đáng tin cậy.
Công việc sơ bộ chỉ bao gồm mô hình hóa máy tính của vật liệu, nhưng bây giờ một nhóm các nhà khoa học đang cố gắng tự sản xuất các thiết bị. Tất nhiên, đây chỉ là phần nổi của tảng băng trôi, từ quan điểm sử dụng vật liệu hai chiều để tạo ra "năng lượng sạch", các nhà khoa học cho biết.
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: