В 2012 году ЗАЧЕМ-ТО СОЗДАНА ПЕРВАЯ ПОЛНОСТЬЮ УГЛЕРОДНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

Стэнфордский университет (США) отличился. Ну действительно, каких только экзотических вариантов солнечных батарей не предлагалось! Даже травяные были. Правда, с эффективностью у них никак (около 0,1%), зато почти даром.

Как на этом фоне выделиться, что придумать? Конечно, можно попробовать создать сверхэффективную батарею и приблизиться к заветным 33%, но это чертовски трудно, наверное, даже почти невозможно. Такую работу может позволить себе убелённый сединами профессор, который не боится потерять место в университете, а молодому доценту нужны гранты, публикации, а главное — чтобы побыстрее, пооригинальное. Но как быть, если всё уже было?!

И они придумали. Углеродная солнечная батарея. Звучит? А то! Вместо дорогого кремния — дешёвый (а на поверку — ещё какой дорогой) углерод. Впрочем, постойте… это тоже было. Но не такова Чжэньань Бао (Zhenan Bao), чтобы останавливаться: почему бы не удивить мир первой в мире солнечной батареей, полностью состоящей из различных аллотропных модификаций углерода? То есть совершенно полностью — начиная с электродов (вместо серебра и индий-оловянного оксида) и заканчивая рабочим слоем. 

Опус, посвящённый результатам этой кипучей деятельности, опубликован в журнале ACS Nano.

Вот она — полностью углеродная солнечная батарея (фото Stanford University).


Давайте по порядку. Рабочий слой, отвечающий за поглощение и конверсию света, представляет собой смесь углеродных нанотрубок и фуллеренов C60 (идея полностью заимствована у учёных Массачусетского технологического института, см. здесь). Идея, конечно, красивая, ведь 40% солнечной энергии доходит до нас в виде ИК, а углеродные нанотрубки, в отличие от кремния, способны эффективно поглощать инфракрасное излучение. И всё бы хорошо, да одним только поглощением света создание эффективной солнечной батареи, производящей электрический ток, не ограничивается. Кремний — полупроводник, основа принципа, на котором работает полупроводниковая солнечная батарея, а использованный в данной работе завёрнутый в рулон графен, он же углеродная нанотрубка, — анизотропный проводник, напрочь лишённый запрещённой зоны. 

На этом разговор о создании углеродной солнечной батареи можно было бы и закончить. Но мы всё-таки добавим, ведь на этом трудности с фуллеренами и нанотрубками не заканчиваются. Эти материалы прозрачны в видимом и ближнем УФ-диапазоне, то есть почти 60% остальной солнечной энергии можно смело вычеркнуть из рассмотрения. 

В качестве электродов вместо дорогого индий-оловянного оксида (ITO) и не менее дорогого серебра г-жа Бао предлагает использовать пока ещё практически недоступный в промышленных масштабах и больших площадях графен и углеродные нанотрубки. 

Разработчики отмечают следующие, на их взгляд, важные достоинства детища: батарею можно нагреть до 600 ˚С, и ей ничего не будет, то есть можно без боязни использовать зеркала, фокусирующие световой поток (а мы добавим: только специальные зеркала и только ИК-поток, весь остальной свет будет всё равно потерян впустую). А главное, благодаря особенностям углеродных материалов «полностью углеродные батареи» можно сделать очень тонкими и гибкими, что даёт возможность покрыть такой батареей… весь дом или кузов автомобиля. 

И вот кульминация: эффективность «полностью углеродной батареи» г-жи Бао не имеет и 1% КПД (точнее, равна 0,46%). Чтобы оценить всю глубину «успеха», с удовольствием сообщим такой факт: дабы обеспечить энергией всего один светодиод, необходимо весь дом обклеить солнечными элементами, эффективность которых находится на уровне 1–2%. 

В данном случае я считаю что это проект способный показать что солнечная батарея может быть не только из кремния. Но так как данный проект только зарождался, вернее он находился на той же стадии, когда была создана первая кремниевая солнечная батарея, он не получил развития, и остался всего лишь демонстрацией возможностей.

А именно возможностей того, что есть более экологичные материалы для создания солнечных батарей.   Хотя опять же где эта экологичность проявится это вопрос.

Статья взята тут :

Запросов: 101 | 1,450 сек
Память: 54.49MB
%d такие блоггеры, как:
Яндекс.Метрика