Солнечная краска — зеленое электричество в каждый дом
Приходило ли вам когда-нибудь в голову, что неисчерпаемый, как само солнце, источник энергии возможно будет хранить в баллончике и при необходимости наносить на любую мало-мальски подходящую поверхность? Меж тем так именуемые «напыляемые» солнечные элементы уже существуют и продолжают деятельно совершенствоваться!
Инженер-химик Брайан Коргел из Техасского Университета в Остине (США) уверен, что «солнечные панели не так долго осталось ждать возможно будет рисовать на стенах и крышах строений красками из наночастиц». Он утвержает, что процесс применения новой нано-краски сможет скоро заменить обычный (довольно дорогой) высокотемпературный способ изготовления солнечных панелей.
Напыляемые солнечные элементы – “практически газетная” печать от экспертов Техасского Университета
«Сейчас отечественная исследовательская несколько занимается изготовлением нанокристаллов. Мы берем элементы группы ‘CIGS’ – медь, индий, галлий, селенид – и формируем из этих неорганических [светопоглощающих] материалов небольшие частицы, каковые после этого помещаются в растворитель, создавая так чернила либо краску», — поясняет Коргел.
Эта солнечная «краска» делает те же функции, что и громоздкие фотогальванические солнечные коллекторы на крышах строений и на «солнечных фермах» в мире. Маленькие коллекторы Коргел именует «солнечными бутербродами», верхняя и нижняя части которых представлены железными контактами, а середина – светопоглощающим слоем.
Солнечная краска может распыляться на пластиковые, стеклянные и тканевые поверхности, превращая их в солнечные элементы. Процесс данный чем-то напоминает газетную печать.
Подложка возможно легко эластичной (к примеру, воображать собой ровный лист пластика, железной фольги либо кроме того лист бумаги). Толщина слоя применяемых в краске светло синий наночастиц, к слову, в 10000 раз меньше людской волоса.
Отдельные элементы смогут планировать в солнечные панели (в соответствии с NREL — по 40 элементов на одну панель), снабжая электричеством жилые дома и предприятия. Единственное «но» содержится в том, что для рентабельности промышленного изготовления «краски» эффективность преобразования солнечного света обязана составить 10%. До тех пор пока что это значение не превышает 3%, но исследователи сохраняют надежду, что им удастся повысить его до нужного уровня.
Напыляемые солнечные элементы – «зеленое» электричество для микроскопических устройств
Исследователи Университета Южной Флориды создали столь маленькие солнечные элементы, что их возможно на стены, крыши и каждые другие освещаемые солнцем поверхности. Эти элементы способны питать лишь весьма небольшие устройства, поскольку их размеры не превышают 1мм в длину.
Органические полимеры, применяемые вместо кремния, разрешили д-ру Цзян Сяомэй создать легкорастворимые фотоэлементы, каковые смогут наноситься на любой приспособленный для этого материал. Комплекс из 20 таких элементов создаёт электричество напряжением 8 вольт, которую исследователи применяли для работы датчиков из нанотрубок, предназначенных для обнаружения страшных химикатов.
Помимо этого, американская компания New Energy Technologies сравнительно не так давно представила протестированную Университетом Южной Флориды разработку «Солнечных окон» (“SolarWindow”). Эта напыленная на стеклянную поверхность солнечная панель, по утверждению разработчиков, способна создавать электричество кроме того из неестественного света в помещений. Для ее создания употреблялись все те же маленькие солнечные элементы, созданные Цзян Сяомэй.
Завод по производству напыляемых солнечных элементов в Австралии
Исследователи Австралийского национального университета совместно с представителями компаний Spark Solar Australia и Braggone Oy трудятся над трехлетним проектом по разработке недорогих и высокоэффективных напыляемых солнечных панелей. Традиционно фотоэлементы изготавливаются из кремния, покрытого узким противоотражающим слоем нитрата кремния.
Дороговизна их производства разъясняется, например, необходимостью проведения процесса в условиях вакуума. Новый способ применяет напыляемую водородную пленку и напыляемую же противоотражающую пленку (вакуум наряду с этим не нужен).
Солнечные элементы проходят через конвейер, где и происходит напыление пленок. Данный упрощенный способ разрешит средних размеров заводу сэкономить на капитальном оборудовании до $ 5 млн., т.е. производимые солнечные панели окажутся в итоге намного более недорогими.
Основанный Spark Solar «солнечный» завод станет самым большим поставщиком солнечных элементов в Южном полушарии. Будущее расположение его все еще уточняется (рассматриваются варианты Аделаиды, Джилонга, Воллонгонга, Квенбейана, и Канберры). Первые солнечные элементы были выпущены уже в конце 2010 года, в целом же предполагаемый годичный количество создаваемой продукции составит более 10 миллионов фотоэлементов, наряду с этим доходы от экспорта ожидаются на уровне 135 млн. австралийских долларов в год.
Напыляемые солнечные элементы – новые возможности для окон эко-домов
Норвежская компания EnSol AS совместно с командой ученых Лестерского университета создала запатентованную конструкцию солнечного элемента, в которой употребляются железные частицы диаметром около 10 нанометров. Это собственный изобретение ученые собираются использовать для превращения в солнечные электрогенераторы зданий и самолётов (а также окон). Наносить «краску» из новых тонкопленочных фотоэлементов возможно будет на любую плоскую поверхность.
Предлагаемая разработка была опробована, но все еще дорабатывается. Перед тем как выпустить ее на рынок в к 2016 году, разработчики сохраняют надежду повысить эффективность изобретения до 20%. Так или иначе, покрытый узкой прозрачной пленкой фотоэлементов материал от EnSol уже продемонстрировал себя лучше, чем многие из существующих и параллельно разрабатываемых соперниками разработок.
Итак, подводя итоги
Тот факт, что «солнечный» материал может употребляться в виде напыляемой краски, значительно расширяет возможности создания «мобильного» электричества.
Небо, затянутое тучами, работе «солнечной краске» не помеха, поскольку напыляемые фотоэлементы способны улавливать не только ультрафиолет, но и инфракрасное солнечное излучение.
Покрытие транспортного средства подобным материалом сможет, теоретически, обеспечить постоянную подзарядку батарей.
Еще больше электричества будет вырабатываться при нанесении его на поверхность крыш и/либо окон. Помимо этого, подобные солнечные элементы будут лучше выдерживать непогоду, чем большая часть нынешних хрупких солнечных коллекторов.
Но
Потому, что эффективность фотоэлементов зависит от степени поглощения солнечного света, пользователям придется иногда очищать «покрашенные» солнечной «краской» крыши и стены. Работы Австралийского национального университета, касающиеся возможности применения напяемых солнечных панелей в помещении, длятся, завершение их запланировано на конец 2011 года.
Остается открытым вопрос эффективности затрат (изучения в данном направлении стоят недешево).
И наконец, последнее ограничение связано с сырьем – комбинация медь-индий-галлий-селенид стоит дорого и не есть широкодоступной.
Так или иначе, у исследователей остается широкое поле для экспериментов и исследований. А у нас – надежда заметить и купить когда-нибудь кажущуюся до тех пор пока немыслимой «солнечную краску».
По данным: www.nsf.gov, www.ecofriend.com
