Elektrības logā izmantotās saules baterijas kalpošanas laiks ir 30 gadi

Saules enerģija ir lētākais enerģijas veids, ko cilvēce saražojusi kopš rūpnieciskās revolūcijas. Izmantojot šīs ierīces uz logiem, jūsu ēka kļūst par spēkstaciju.

Lai gan silīcijs joprojām ir saules paneļu efektivitātes karalis, tas nav caurspīdīgs. Attiecībā uz logiem draudzīgiem saules paneļiem pētnieki ir pētījuši organiskos vai oglekļa materiālus. Forrest komandas uzdevums ir novērst ļoti efektīvu organisko gaismas pārveidošanas materiālu ātru noārdīšanos lietošanas laikā.

Šo materiālu priekšrocības un trūkumi slēpjas molekulās, kas transportē foto radītos elektronus uz elektrodiem, ieejas punktiem ķēdēs, kas izmanto vai uzglabā saules enerģiju. Šos materiālus bieži dēvē par"nefullerēna receptoriem" atšķirt tos no spēcīgākajiem, bet mazāk efektīvajiem"fullerēna receptoriem" izgatavots no nanomēroga oglekļa sieta. Saules baterijas, kas izgatavotas no ar sēru leģētiem nefullerēna akceptoriem, var sasniegt 18% efektivitāti, kas līdzvērtīga silīcijam, taču to kalpošanas laiks nav ilgs.

& quot;Nefullerēnu receptoriem ir ļoti augsta efektivitāte, bet tie satur vājas saites, kas viegli sadalās zem augstas enerģijas fotoniem, īpaši ultravioletajiem [ultravioletajiem] fotoniem, kas ir izplatīti saules gaismā," sacīja Mičiganas Universitātes elektrotehnikas un datorzinātņu pētnieka palīgs Li Yongxi. Raksta Nature Communications autors.

Pētot šo neaizsargāto saules bateriju degradēto raksturu, komanda saprata, ka viņiem atbalsts ir vajadzīgs tikai dažās vietās. Pirmkārt, viņiem ir jābloķē ultravioletie stari. Šim nolūkam viņi pievienoja cinka oksīda slāni, kas ir izplatīta saules aizsarglīdzekļa sastāvdaļa, stikla pusei, kas vērsta pret sauli.

Plānākais cinka oksīda slānis netālu no gaismas absorbējošās zonas palīdz novadīt saules radītos elektronus uz elektrodu. Diemžēl tas iznīcināja arī trauslo gaismas absorbētāju, tāpēc komanda kā buferi pievienoja oglekļa bāzes materiāla slāni, ko sauc par IC-SAM.

Turklāt elektrodi, kas velk pozitīvi lādētu"caurumi" (būtībā elektronu atbrīvotā telpa) ķēdē var reaģēt arī ar gaismas absorbētājiem. Lai aizsargātu šo pusi, viņi pievienoja vēl vienu bufera slāni, kas ir futbolbola formas fullerēns.

Pēc tam komanda pārbaudīja savas jaunās aizsargspējas simulētā saules gaismā ar dažādu intensitāti, sākot no tipiskas 1 saules gaismas līdz 27 saulēm, un temperatūrā līdz 150 grādiem pēc Fārenheita. Izpētot, kā šādos apstākļos samazinās veiktspēja, komanda secināja, ka saules baterijas joprojām var darboties ar 80% efektivitāti pēc 30 gadiem.

Forrests redz šo ierīču nākotni &, kas nonāk pie loga netālu no jums." Viņa komanda ir palielinājusi moduļa caurspīdīgumu līdz 40%. Viņi uzskata, ka var pietuvoties 60% pārredzamības.

Viņi arī strādā, lai palielinātu efektivitāti no 10%, kas sasniegti ziņojuma caurspīdīgajā modulī, līdz gandrīz 15%, kas tiek uzskatīts par iespējamiem ar augstu pārredzamību. Tā kā materiālu var pagatavot šķidrā veidā, sagaidāms, ka ražošanas izmaksas būs salīdzinoši zemas.