En gruppe forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) har annonsert utviklingen av ultralette solceller av stoff som er i stand til å generere opptil 18 ganger mer energi enn dagens modeller. Dette har overrasket mange forskere, og de er nå i sentrum for oppmerksomheten. Denne teknologien vil kunne konvertere enhver overflate til en energikilde.
Utviklingen av dette prosjektet, som startet i desember 2022 og nå er godt i gang, har resultert i celler som er betydelig lettere enn konvensjonelle solcellepaneler. Det mest overraskende er deres evne til å generere mer energi per kilogram . Derfor har MIT-utviklerne gått et skritt lenger enn noen annen gruppe forskere.
Vi utviklet en ny solcelle som er kraftigere og mer allsidig enn de nåværende.
De nye solcellene er laget av halvledende blekk ved hjelp av trykkprosesser som kan tjene som inspirasjon for masseproduksjon. De er faktisk fleksible og svært holdbare takket være sine unike egenskaper.
Det har blitt oppdaget at de er tynnere enn et menneskehårstrå og er festet til et sterkt, lett stoff som bidrar til å bevare dem lenger. Dette gjør dem også enklere å installere på en fast overflate.
Denne lette solteknologien kan derfor enkelt integreres i ethvert bygd miljø med minimale installasjonskrav . Dette har blitt muliggjort takket være produksjonsprosessen, som bruker nanomaterialer.
«Tradisjonelle silisiumsolceller er skjøre, så de må være innkapslet i glass og pakket i tunge, tykke aluminiumsrammer. Dette begrenser hvor og hvordan de kan plasseres.»
Vladimir Bulovic, leder av laboratoriet for organisk elektronikk og nanostruktur og direktør ved MIT
Det er viktig å merke seg at ONE Lab- teamet de siste seks årene har produsert solceller ved hjelp av tynnfilmmaterialer , som er svært lette. Men fordi de er ultratynne, produseres de ved hjelp av komplekse vakuumprosesser, som er svært dyre og vanskelige å skalere opp.
I sitt nåværende arbeid har MIT-forskere foreslått å lage fullstendig utskrivbare tynnfilmssolceller . For å oppnå dette har de brukt materialer basert på skalerbare produksjonsteknikker og blekk. Dette innebærer å avsette lag med elektroniske materialer på et 3 mikron tykt plastsubstrat.
Derfor innebærer dette å avsette en elektrode på strukturen for å fullføre solcellemodulen . Når denne prosessen er fullført, kan den trykte modulen , som er omtrent 15 mikron tykk, separeres, noe som gjør det mulig å lage en ultralett solcelleenhet , som forskerne forklarte.
Dette var imidlertid ikke alt, ettersom MIT-forskerne hadde en annen utfordring: å forhindre at disse ekstremt tynne solcellemodulene gikk i stykker . Derfor måtte de finne et lett, fleksibelt og motstandsdyktig underlag som kunne feste seg ordentlig til cellene.
Etter lang tids leting etter materialet fant de et komposittstoff som veide rundt 13 gram per kvadratmeter , kjent som Dyneema . Det er laget av sterke fibre som kan brukes som tau for å heve et sunket skip fra havet.
For å feste dette stoffet til solcellene brukte de et lag med ultrafiolettherdet lim som var noen få mikrometer tykt . Dette resulterte i en ultralett og slitesterk solstruktur.
«Det kan være enklere å trykke solcellene på stoffet, men dette ville begrense utvalget av mulige stoffer eller mottaksflater som er kompatible med alle prosesseringstrinnene som trengs for å produsere enhetene. Vår tilnærming frikobler produksjon fra endelig integrering.»
Vladimir Bulovic, leder av laboratoriet for organisk elektronikk og nanostruktur og direktør ved MIT
Da forskerne testet enheten, fant de ut at den kunne generere rundt 730 watt strøm per kilogram på egenhånd. Når den ble plassert på høyfast Dyneema-stoff , genererte den 370 watt . Dette betyr at den har 18 ganger mer strøm per kilogram enn konvensjonelle solceller.
For tiden jobber forskere med å utvikle riktig materiale for å beskytte dem mot fuktighet og oksygen i luften. De fokuserer derfor på å fjerne så mye ikke-solaktivt materiale som mulig, samtidig som strukturens form og ytelse bevares.
«Å omslutte disse solcellene i tungt glass, slik det vanligvis gjøres med konvensjonelle, ville oppheve all fremdrift i det nåværende arbeidet. Tanken er å beholde formen uten å påvirke noe som er oppnådd så langt.»
Vladimir Bulovic, leder av laboratoriet for organisk elektronikk og nanostruktur og direktør ved MIT
Fremskrittene innen solenergi fortsetter; her er noen av de viktigste fra det siste året.
Det er ingen hemmelighet at den beste måten å ta vare på planeten Jorden på er å investere i fornybar energi , og dette har ført til at mange eksperter har begynt å utvikle nye prosjekter knyttet til emnet.
Derfor viser vi deg noen av de viktigste som ble gjennomført i 2022:
- Invertert polysilisium: En gruppe forskere jobber for tiden med denne teknologien, som forventes å være klar innen 2024. Disse solcellepanelene vil være negativt ladet, noe som kan øke effektiviteten betydelig. Videre vil dette gi dem en ekstra ladning av elektroner, noe som gjør dem opptil 3,5 % kraftigere enn konvensjonelle paneler.
- PVNB eller fotovoltaiske akustiske barrierer: Denne teknologien har som mål å kontrollere støyen som genereres av solcellepaneler, og dermed ikke bare bidra til etableringen av et fornybart energiprosjekt, men også til å redusere høye støynivåer. Selv om den ikke er helt ny, representerer den et betydelig fremskritt i forhold til tidligere modeller.
- Økning i cellestørrelseSolcellepaneler produseres for tiden med ultraraffinert polysilisium, men i dette tilfellet formes materialet til plater som består av svært tynne celler. Disse cellene ville måle 156 mm. Å øke størrelsen gir en økning i effektiviteten til hver enkelt celle.
- Perovskittmateriale: Dette materialet kan forbedre effektiviteten til solcellepaneler. Det brukes til å produsere enheter, så det er veldig tynt og gjennomsiktig. Dette mineralet kan påføres solcellepaneler for å forbedre ytelsen deres.
- Bifaciale solcellepaneler: Til slutt finner vi disse tosidige panelene som har evnen til å dra nytte av sollyset som reflekteres fra baksiden. Dette gjør dem mer effektive enn konvensjonelle paneler. De er også laget av gjennomsiktige ark med dobbeltlags herdet glass.
