sielight

Τα φωτοβολταϊκά χαμηλού φωτισμού είναι έτσι κατασκευασμένα για να μετατρέπουν την φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια – έχοντας την ικανότητα να λειτουργούν σε εσωτερικούς χώρους, παρέχοντας μια μικρή σταθερή ισχύ, σε συνεχή κλίμακα.

Πάρτε, σαν παράδειγμα, το λεγόμενο Διαδίκτυο των πραγμάτων, το οποίο είναι ένα δίκτυο συνδεδεμένων συσκευών, όπως οικιακές συσκευές, αυτοκίνητα και άλλα αντικείμενα που περιέχουν αισθητήρες και μικροσκοπικούς υπολογιστές. Στην ουσία αυτά τα συνδεδεμένα αντικείμενα έχουν τη δυνατότητα να ανταλλάσσουν πληροφορίες. Στην ιδανική περίπτωση, καθώς αυτές οι συσκευές καθίστανται πιο διαδεδομένες και μέρος της καθημερινής μας ζωής, θα είναι σε θέση να παράγουν τη δική τους ενέργεια από τον εσωτερικό φωτισμό και το ηλιακό φως.
Στην πραγματικότητα αυτός ο σκοπός έχει επιτευχθεί, απλά δεν διατίθεται στο εμπόριο σε ευρεία κλίμακα, επειδή πολύ απλά δεν συνοδεύεται από χαμηλό κόστος και από μη τοξικά υλικά, ωστόσο οι ειδικοί εκτιμούν πώς τα ηλιακά κύτταρα που διαθέτουν την παρούσα στιγμή είναι αρκετά αποδοτικά.
Τα ηλιακά κύτταρα κατασκευάζονται από πυρίτιο, το οποίο στην ουσία είναι η ραχοκοκαλιά του συστήματος, όμως το αρνητικό σημεία σε αυτήν την υπόθεση είναι ότι το πυρίτιο δεν μπορεί να γίνει αρκετά λεπτό για μικρού μεγέθους εφαρμογές.
Σε μια πρόσφατη επιστημονική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature Energy, οι ερευνητές του ερευνητικού κέντρου IBM TJ Watson έχουν κάνει ένα βασικό βήμα στην ανάπτυξη ηλιακών κυψελών με βάση το κηστειρικό ημιαγωγό, ένα άφθονο φυσικό ορυκτό βασισμένο στο σουλφίδιο και το ιόν θείου.
Το Kesterite είναι μέλος μιας τάξης φωτοβολταϊκών που μελετάται έντονα από την επιστημονική κοινότητα. Τα ηλιακά κύτταρα που βασίζονται στο kesterite έχουν χαρακτηρίζονται από χαμηλές τάσεις «ανοιχτού κυκλώματος» (ανά μέγιστη δυνατή τάση στο κύτταρο) όμως με σχετικά μέτρια αποτελεσματικότητα.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον επιστήμονα IBM, Richard Haight, ανακάλυψε έναν τρόπο να βελτιώσει σημαντικά την τάση ενός ηλιακού κυττάρου kesterite. Η προσέγγισή τους βασιζόταν σε ένα γνωστό ζήτημα με αυτά τα κύτταρα, δηλαδή ότι η πίσω επαφή του κυττάρου, που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας σε υψηλή θερμοκρασία, που εκτελεί τις διεργασίες, τελικά υποβαθμίζει τη συνολική απόδοση του κυττάρου. Ο Haight και η ομάδα του, καθώς και άλλες ερευνητικές ομάδες, έχουν δοκιμάσει διαφορετικούς τρόπους βελτίωσης της οπίσθιας επαφής, αλλά με περιορισμένη επιτυχία.
Αυτή τη φορά ήταν διαφορετικά τα πράγματα. Ο Haight ανέφερε. «Με την αντικατάσταση αυτής της επαφής με μία πού βρίσκεται σε θερμοκρασία δωματίου, η οποία έχει σχεδιαστεί για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης, κατορθώσαμε να επιτύχουμε αποδοτικότητα μετατροπής ισχύος σχεδόν ρεκόρ σε σημαντικά υψηλότερες τάσεις ανοιχτού κυκλώματος».
Αυτός και η ομάδα του άρχισαν τη διαδικασία αναπτύσσοντας ένα στρώμα κεστερίτη πάνω σε ένα γυάλινο υπόστρωμα καλυμμένο από μολυβδαίνιο (Mo). Μετά από μια ανόπτηση υψηλής θερμοκρασίας σε πρόσθετο θείο και βραδεία ψύξη, ο απορροφητής κεστερίτη ενσωματώθηκε σε ένα πλήρως λειτουργικό ηλιακό κύτταρο το οποίο στη συνέχεια απομακρύνθηκε από το γυαλί μέσω μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων αποκαλούμενης exfoliation και έδωσε μια νέα οπίσθια επαφή του οξειδίου του μολυβδαινίου και σε πολύ καλή ποιότητα. Η προκύπτουσα τάση ανοικτού κυκλώματος ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από εκείνη των κυττάρων με την προηγούμενη οπίσθια επαφή.

Πηγή: www.texnologia.net



Σχόλια

σχόλια