Grupa istraživača sa Massachusetts Institute of Technology (MIT) najavila je razvoj ultralakih solarnih ćelija od tkanine sposobnih da generišu do 18 puta više energije od trenutnih modela. Ovo je iznenadilo mnoge naučnike i sada su u centru pažnje. Ova tehnologija će moći da pretvori bilo koju površinu u izvor energije.
Razvoj ovog projekta, koji je započeo u decembru 2022. godine i sada je u poodmakloj fazi, rezultirao je ćelijama koje su znatno lakše od konvencionalnih solarnih panela. Ono što je najiznenađujuće je njihova sposobnost generiranja više energije po kilogramu . Stoga su istraživači sa MIT-a otišli korak dalje od bilo koje druge grupe naučnika.
Razvili smo novu solarnu ćeliju koja je snažnija i svestranija od trenutnih.
Nove solarne ćelije su napravljene od poluprovodnih mastila korištenjem procesa štampanja koji bi mogli poslužiti kao inspiracija za njihovu masovnu proizvodnju. Zaista, one su fleksibilne i vrlo izdržljive zahvaljujući svojim jedinstvenim karakteristikama.
Otkriveno je da su tanji od ljudske dlake i pričvršćeni su za čvrstu, laganu tkaninu koja pomaže da duže traju. To ih također čini lakšim za postavljanje na fiksnu površinu.
Ova lagana solarna tehnologija se stoga može lako integrirati u bilo koje izgrađeno okruženje uz minimalne zahtjeve za instalaciju . To je omogućeno zahvaljujući proizvodnom procesu koji koristi nanomaterijale.
„Tradicionalne silicijumske solarne ćelije su krhke, pa moraju biti obložene staklom i upakovane u teške, debele aluminijumske okvire. To ograničava gdje i kako se mogu primijeniti.“
Vladimir Bulović, šef Laboratorije za organsku elektroniku i nanostrukturu i direktor MIT-a
Važno je napomenuti da tim ONE Laba već šest godina proizvodi solarne ćelije koristeći tankoslojne materijale , koji su vrlo lagani. Međutim, budući da su ultra tanki, proizvode se korištenjem složenih vakuumskih procesa, koji su vrlo skupi i teško ih je povećati u velikim količinama.
U svom trenutnom radu , istraživači MIT-a predložili su stvaranje potpuno štampanih tankoslojnih solarnih ćelija . Da bi to postigli, koristili su materijale zasnovane na skalabilnim proizvodnim tehnikama i tinti. To uključuje nanošenje slojeva elektronskih materijala na plastičnu podlogu debljine 3 mikrona.
Stoga, ovo uključuje nanošenje elektrode na strukturu kako bi se solarni modul završio . Nakon što je ovaj proces završen, štampani modul , debljine oko 15 mikrona, može se odvojiti, što omogućava stvaranje ultralakog solarnog uređaja , kako su objasnili istraživači.
Međutim, to nije bilo sve, jer su se istraživači MIT-a suočili s još jednim izazovom: spriječiti lomljenje ovih izuzetno tankih solarnih modula . Stoga su morali pronaći laganu, fleksibilnu i otpornu podlogu koja bi se mogla pravilno prilijepiti za ćelije.
Nakon duge potrage za materijalom, pronašli su kompozitnu tkaninu težine oko 13 grama po kvadratnom metru , poznatu kao Dyneema . Napravljena je od jakih vlakana koja se mogu koristiti kao užad za podizanje potopljenog broda iz mora.
Da bi pričvrstili ovu tkaninu na solarne ćelije , koristili su sloj ljepila očvrsnutog ultraljubičastim zračenjem debljine nekoliko mikrona . To je rezultiralo ultralaganom i izdržljivom solarnom strukturom.
„Možda bi bilo lakše štampati solarne ćelije na tkaninu, ali bi to ograničilo izbor mogućih tkanina ili prijemnih površina kompatibilnih sa svim koracima obrade potrebnim za proizvodnju uređaja. Naš pristup odvaja proizvodnju od konačne integracije.“
Vladimir Bulović, šef Laboratorije za organsku elektroniku i nanostrukturu i direktor MIT-a
Kada su istraživači testirali uređaj, otkrili su da samostalno može generirati oko 730 vati snage po kilogramu . Kada je postavljen na visokočvrstu Dyneema tkaninu , generirao je 370 vati . To znači da ima 18 puta više snage po kilogramu od konvencionalnih solarnih ćelija.
Trenutno istraživači rade na razvoju pravog materijala koji će ih zaštititi od vlage i kisika u zraku. Stoga su usmjereni na uklanjanje što veće količine materijala koji nije solarno aktivan, a istovremeno očuvati oblik i performanse strukture.
„Zatvaranje ovih solarnih ćelija u teško staklo, kao što se obično radi s konvencionalnim, poništilo bi sav napredak trenutnog rada. Ideja je da se održi njihov oblik bez utjecaja na ono što je do sada postignuto.“
Vladimir Bulović, šef Laboratorije za organsku elektroniku i nanostrukturu i direktor MIT-a
Napredak u solarnoj energiji se nastavlja; evo nekih od najvažnijih iz protekle godine.
Nije tajna da je najbolji način za brigu o planeti Zemlji ulaganje u obnovljive izvore energije , što je mnoge stručnjake navelo da počnu razvijati nove projekte vezane za tu temu.
Zato vam predstavljamo neke od najvažnijih koje su provedene u 2022. godini:
- Invertovani polisilicij: Grupa istraživača trenutno radi na ovoj tehnologiji, za koju se očekuje da će biti spremna do 2024. godine. Ovi solarni paneli će biti negativno naelektrisani, što bi moglo značajno povećati njihovu efikasnost. Nadalje, ovo bi im obezbijedilo dodatno naelektrisanje elektrona, čineći ih do 3,5% snažnijim od konvencionalnih panela.
- PVNB ili fotonaponske akustične barijere: Ova tehnologija ima za cilj kontrolu buke koju generira fotonaponska solarna energija, čime ne samo doprinosi stvaranju projekta obnovljive energije, već i pomaže u smanjenju visokih nivoa buke. Iako nije potpuno nova, predstavlja značajan napredak u odnosu na prethodne modele.
- Povećanje veličine ćelijeSolarni paneli se trenutno proizvode od ultra-rafiniranog polisilicija, ali u ovom slučaju, materijal se oblikuje u listove sastavljene od vrlo tankih ćelija. Ove ćelije bi mjerile 156 mm. Povećanje veličine omogućava povećanje efikasnosti svake pojedinačne ćelije.
- Perovskitni materijal: Ovaj materijal može poboljšati efikasnost solarnih panela. Koristi se za proizvodnju uređaja, tako da je vrlo tanak i proziran. Ovaj mineral se može primijeniti na solarne panele kako bi se poboljšale njihove performanse.
- Dvofazni solarni paneli: Konačno, nalazimo ove dvostrane panele koji imaju sposobnost da iskoriste sunčevu svjetlost koja se reflektuje od njihove poleđine. To ih čini efikasnijim od konvencionalnih panela. Također su napravljeni od prozirnih ploča s dvostrukim slojem kaljenog stakla.
