Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) pētnieku grupa ir paziņojusi par īpaši vieglu auduma saules bateriju izstrādi , kas spēj radīt līdz pat 18 reizēm vairāk enerģijas nekā pašreizējie modeļi. Tas ir pārsteidzis daudzus zinātniekus, un tagad tie ir uzmanības centrā. Šī tehnoloģija spēs pārveidot jebkuru virsmu par enerģijas avotu.
Šī projekta izstrāde , kas sākās 2022. gada decembrī un tagad ir krietni pavirzījusies uz priekšu, ir rezultējusies šūnās, kas ir ievērojami vieglākas nekā parastās saules paneļi. Vispārsteidzošākā ir to spēja saražot vairāk enerģijas uz kilogramu . Tādēļ MIT izstrādātāji ir spēruši soli tālāk nekā jebkura cita zinātnieku grupa.
Mēs izstrādājām jaunu saules bateriju, kas ir jaudīgāka un daudzpusīgāka nekā pašreizējās.
Jaunās saules baterijas ir izgatavotas no pusvadošām tintēm, izmantojot drukas procesus , kas varētu kalpot par iedvesmu to masveida ražošanai. Patiešām, tās ir elastīgas un ļoti izturīgas, pateicoties to unikālajām īpašībām.
Ir atklāts, ka tie ir plānāki par cilvēka matu un ir piestiprināti pie izturīga, viegla auduma , kas palīdz tos ilgāk saglabāt. Tas arī atvieglo to uzstādīšanu uz fiksētas virsmas.
Tāpēc šo vieglo saules enerģijas tehnoloģiju var viegli integrēt jebkurā apbūvētā vidē ar minimālām uzstādīšanas prasībām . Tas ir iespējams, pateicoties ražošanas procesam, kurā tiek izmantoti nanomateriāli.
"Tradicionālās silīcija saules baterijas ir trauslas, tāpēc tās jāievieto stiklā un jāiepako smagos, biezos alumīnija rāmjos. Tas ierobežo to izvietošanas vietas un veidus."
Vladimirs Bulovičs, Organiskās elektronikas un nanostruktūras laboratorijas vadītājs un MIT direktors
Ir svarīgi atzīmēt, ka pēdējos sešus gadus ONE Lab komanda ir ražojusi saules baterijas, izmantojot plānslāņa materiālus , kas ir ļoti viegli. Tomēr, tā kā tie ir īpaši plāni, tie tiek ražoti, izmantojot sarežģītus vakuuma procesus, kas ir ļoti dārgi un grūti paplašināmi.
Savā pašreizējā darbā MIT pētnieki ir ierosinājuši izveidot pilnībā drukājamas plānslāņu saules baterijas . Lai to panāktu, viņi ir izmantojuši materiālus, kuru pamatā ir mērogojamas ražošanas metodes un tinte. Tas ietver elektronisko materiālu slāņu uzklāšanu uz 3 mikronu bieza plastmasas substrāta.
Tāpēc, lai pabeigtu saules moduli , uz struktūras tiek uzklāts elektrods . Kad šis process ir pabeigts, aptuveni 15 mikronu biezo izdrukāto moduli var atdalīt, kas ļauj izveidot īpaši vieglu saules ierīci , kā paskaidroja pētnieki.
Tomēr tas vēl nebija viss, jo MIT pētniekiem radās vēl viens izaicinājums: novērst šo ārkārtīgi plāno saules moduļu salūšanu . Tāpēc viņiem bija jāatrod viegls, elastīgs un izturīgs substrāts, kas varētu pareizi pielipt pie šūnām.
Pēc ilgiem materiāla meklējumiem viņi atrada kompozītmateriālu, kas sver aptuveni 13 gramus uz kvadrātmetru un ir pazīstams kā Dyneema . Tas ir izgatavots no izturīgām šķiedrām, kuras var izmantot kā virves, lai paceltu nogrimušu kuģi no jūras.
Lai piestiprinātu šo audumu pie saules baterijām , viņi izmantoja dažus mikronus biezu ultravioletā starojuma iedarbības līmes slāni . Tā rezultātā tika iegūta īpaši viegla un izturīga saules konstrukcija.
"Varētu būt vieglāk uzdrukāt saules baterijas uz auduma, taču tas ierobežotu iespējamo audumu vai uztvērējvirsmu izvēli, kas ir saderīgas ar visiem ierīču ražošanai nepieciešamajiem apstrādes posmiem. Mūsu pieeja atdala ražošanu no galīgās integrācijas."
Vladimirs Bulovičs, Organiskās elektronikas un nanostruktūras laboratorijas vadītājs un MIT direktors
Kad pētnieki testēja ierīci, viņi atklāja, ka tā pati par sevi var saražot aptuveni 730 vatus jaudas uz kilogramu . Izvietota uz augstas stiprības Dyneema auduma , tā saražoja 370 vatus . Tas nozīmē, ka tai ir 18 reizes lielāka jauda uz kilogramu nekā parastajām saules baterijām.
Pašlaik pētnieki strādā pie pareizā materiāla izstrādes , lai pasargātu konstrukcijas no mitruma un gaisā esošā skābekļa. Tāpēc viņi koncentrējas uz pēc iespējas lielāka saules staros neaktīvo materiālu daudzuma noņemšanu, vienlaikus saglabājot konstrukcijas formu un veiktspēju.
"Šo saules bateriju ievietošana biezā stiklā, kā tas parasti tiek darīts ar parastajām baterijām, noliegtu visu pašreizējā darba progresu. Ideja ir saglabāt to formu, neietekmējot līdz šim sasniegto."
Vladimirs Bulovičs, Organiskās elektronikas un nanostruktūras laboratorijas vadītājs un MIT direktors
Saules enerģijas attīstība turpinās; šeit ir daži no svarīgākajiem no pagājušā gada.
Nav noslēpums, ka labākais veids, kā rūpēties par planētu Zeme, ir ieguldīt atjaunojamajā enerģijā , un tas ir pamudinājis daudzus ekspertus sākt izstrādāt jaunus projektus, kas saistīti ar šo tēmu.
Tāpēc mēs jums parādām dažus no svarīgākajiem, kas tika veikti 2022. gadā:
- Apgriezts polisilīcijs: Pētnieku grupa pašlaik strādā pie šīs tehnoloģijas, un paredzams, ka tā būs gatava līdz 2024. gadam. Šie saules paneļi būs negatīvi lādēti, kas varētu ievērojami palielināt to efektivitāti. Turklāt tas nodrošinātu tiem papildu elektronu lādiņu, padarot tos par līdz pat 3,5% jaudīgākiem nekā parastie paneļi.
- PVNB vai fotoelektriskās akustiskās barjeras: Šīs tehnoloģijas mērķis ir kontrolēt fotoelektriskās saules enerģijas radīto troksni, tādējādi ne tikai veicinot atjaunojamās enerģijas projekta izveidi, bet arī palīdzot samazināt augstu trokšņa līmeni. Lai gan tā nav pilnīgi jauna, tā ir ievērojams progress salīdzinājumā ar iepriekšējiem modeļiem.
- Šūnu izmēra palielināšanāsSaules paneļi pašlaik tiek ražoti no īpaši rafinēta polisilīcija, taču šajā gadījumā materiāls tiek veidots loksnēs, kas sastāv no ļoti plānām šūnām. Šo šūnu izmērs būtu 156 mm. Izmēra palielināšana ļauj palielināt katras atsevišķās šūnas efektivitāti.
- Perovskīta materiāls: Šis materiāls var uzlabot saules paneļu efektivitāti. To izmanto ierīču ražošanā, tāpēc tas ir ļoti plāns un caurspīdīgs. Šo minerālu var izmantot saules paneļiem, lai uzlabotu to veiktspēju.
- Divpusēji saules paneļi: Visbeidzot, mēs atrodam šos divpusīgos paneļus, kas spēj izmantot no to aizmugures atstaroto saules gaismu. Tas padara tos efektīvākus nekā parastos paneļus. Tie ir izgatavoti arī no caurspīdīgām loksnēm ar divslāņu rūdītu stiklu.
