Graphene Solarzellen Einführung und Marktstatus, Graphene-Info
Was ist ein Solar-Panel?
Solar-Panel Stromanlagen, die auch als Solar-Photovoltaik (PV) bekannt ist, erfassen die Sonnenenergie (Photonen) und wandeln es in Strom um. PV-Zellen werden aus Schichten aus halbleitendem Material hergestellt ist, und erzeugen ein elektrisches Feld über die Schichten, wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt ist. Wenn Licht in der Zelle erreicht, wird ein Teil davon in das Halbleitermaterial absorbiert und bewirkt, dass Elektronen sich loszureißen und fließen. Dieser Elektronenfluss ein elektrischer Strom ist, die aus und für die Stromversorgung außerhalb Geräten verwendet werden können gezogen. Dieser Strom, zusammen mit der Spannung der Zelle (aufgrund der eingebauten elektrischen Felder), definieren, die Kraft, die die Solarzelle in der Lage ist. Es ist erwähnenswert, dass eine PV-Zelle Strom ohne direkte Sonneneinstrahlung erzeugen kann, aber mehr Sonnenschein mehr Strom entspricht.
Ein Modul oder Panel, ist eine Gruppe von Zellen elektrisch verbunden ist und zusammen verpackt. mehrere Platten können auch eine Reihe bilden, die mehr Strom zur Verfügung stellen kann, und zum Versorgen größeren Instrumenten und Geräten verwendet werden.
Verschiedene Arten von Solarzellen
Solarzellen werden grob in drei Kategorien unterteilt: Monokristalline, Polykristalline und Thin Film. Die meisten der PVs der Welt auf einer Variation von Silizium basiert. Die Reinheit des Silizium oder mehr perfekt ausgerichtete Siliziummoleküle sind, beeinflusst, wie gut sie bei der Umwandlung von Sonnenenergie sind. Monokristalline Solarzellen (Mono-Si oder Einkristall-Si) gehen durch einen Prozess des Schneidens zylindrischen Ingots Siliziumwafer herzustellen, der die Paneele ihre charakteristischen Aussehen verleiht. Sie haben auch externe Färbung, die von hochreinem Silizium vermuten läßt, damit die höchsten Wirkungsgrad (typischerweise 15-20%). Sie sind auch Raum effizient (ihre Effizienz ermöglicht es ihnen, klein zu sein) und länger leben als andere Arten von Sonnenkollektoren. Ach, sie sind teurer als andere Arten und neigen dazu, durch äußere Schmutz oder Schnee beschädigt werden.
Polykristallinem Silizium (p-Si oder mc-Si) Solarzellen gehen nicht durch die oben genannten Verfahren, und so sind einfacher und kosten weniger als Monokristalline diejenigen. Ihre typische Effizienz ist 13-16%, aufgrund der geringeren Silizium Reinheit. Sie sind auch größer und mehr Platz in Anspruch nehmen.
Solarkraft Vor- und Nachteile
Solarenergie ist kostenlos und unbegrenzt, und Solarenergienutzung hat in der Tat große Vorteile. Es ist eine umweltfreundliche und nachhaltige Art und Weise der Energieerzeugung. Solaranlagen sind heute auch viel billiger als vor 20 Jahren, und Geld in Stromkosten sparen. Darüber hinaus ist es eine viel umweltfreundlicheren Form der Energieerzeugung, die globale Erwärmung und Kohle Verschmutzung hilft zu reduzieren. Es ist nicht Wasser wie Kohle und Kernkraftwerke verschwendet und wird auch als eine Form von Energie betrachtet, die viel sicherer für den Einsatz ist.
Obwohl die Solarstromproduktion weithin als eine positive Sache betrachtet, erfordern zu erwähnen einige Nachteile. Die Anschaffungskosten für die Anschaffung und Installation von Sonnenkollektoren können erheblich sein, trotz der weit verbreiteten staatlichen Förderprogramme und Steuerinitiativen. Sonnenexposition ist kritisch und so Standort spielt eine wichtige Rolle bei der Erzeugung von Elektrizität. Bereiche, die für längere Zeit bewölkt oder nebelig sind viel weniger Strom produzieren. Andere häufig argumentiert Nachteile Unzulänglichkeit der erzeugten Elektrizität und Zuverlässigkeitsprobleme betrachten.
Solarstromanwendungen
Gemeinsame Solarenergieanwendungen gehören verschiedene Wohnnutzungen wie Solar-Beleuchtung, Heizungs- und Lüftungsanlagen. Viele kleine Geräte nutzen Solarenergie für den Betrieb, wie Rechenmaschinen, Waagen, Spielzeug und vieles mehr. Landwirtschaft und Gartenbau beschäftigen auch Solarenergie für den Betrieb verschiedenen Hilfsmittel wie Wasserpumpen und Pflanzentrockenmaschinen. Der Bereich Transport ist in solarbetriebene Fahrzeuge seit vielen Jahren interessiert, einschließlich Autos, Flugzeuge und Boote, die energisch erforscht und entwickelt werden. Solarenergie hat auch verschiedene industrielle Anwendungen, angefangen von Antrieb entfernte Standorte sowie Raumfahrt- und Satellitensystemen, um die Stromversorgung Transport Signalen, Leuchttürme, Offshore-Navigationssysteme und vieles mehr.
Graphene und Sonnenkollektoren
Graphene ist aus einer einzigen Schicht aus Kohlenstoffatomen, die zusammen in einem wiederholenden Muster von Sechsecken verbunden sind. Es ist ein 2-dimensionales Material mit erstaunlichen Eigenschaften, die ihm den Titel „Wundermaterial“ gewähren. Es ist extrem stark und fast vollständig transparent und auch erstaunlich leitfähig und flexibel. Graphene aus Kohlenstoff hergestellt ist, die reichlich vorhanden ist, und kann ein relativ kostengünstiges Material sein. Graphene hat ein scheinbar endloses Potenzial zur Verbesserung bestehende Produkte sowie inspirierenden neue.
Solarzellen erfordern Materialien, die leitfähig sind und lassen das Licht durchzukommen, also von Graphen der hervorragenden Leitfähigkeit und Transparenz profitieren. Graphene ist in der Tat ein großer Dirigent, aber es ist nicht sehr gut an dem elektrischen Strom in der Solarzelle erzeugt sammeln. Daher suchen Forscher nach geeigneten Möglichkeiten, Graphen für diesen Zweck zu modifizieren. Graphenoxids (GO), beispielsweise weniger leitfähig aber transparenter und ein besseren Ladungssammler für Sonnenkollektoren, die nützlich sein können.
Die leitende Indiumzinnoxid (ITO) mit einer nicht leitenden Glasschicht als transparente Elektroden, die in den meisten organischen Solarzellen verwendet, um diese Ziele zu erreichen, aber ITO ist selten, spröde und macht Solarzellen teuer. Viele Forschungen konzentrieren sich auf Graphen als Ersatz für ITO in transparenten Elektroden von OPVs. Andere suchen nach Wegen, von Graphen unter Verwendung von Gesamt-Performance von Photovoltaik-Geräten bei der Verbesserung, vor allem OPVs sowie in Elektroden, aktiver Schichten, Zwischenschichten und Elektronenakzeptoren.
Weiterführende Literatur
Neueste Graphene Solarmodule Nachrichten
Die RMIT-Team sagte, das neue Design auf der Natur eigenen Lösung für die Herausforderung zog einen Raum auf die effizienteste Art und Weise der Füllung möglich - durch komplizierte Selbst sich wiederholende Muster als „Fraktale“ bekannt. „Die Blätter der westlichen swordfern sind dicht mit Adern vollgestopft, so dass sie sehr effizient für die Speicherung von Energie zu machen und Wasser rund um die Pflanze zu transportieren“, sagte ein führendes Mitglied des Teams. „Unsere Elektrode auf dieser Fraktalformen basiert - das ist selbst replizierenden, wie die Mini-Strukturen innerhalb Schneeflocken - und wir haben dieses natürlich effizientes Design verwendet, um Solarenergiespeicher in einer Nano-Ebene zu verbessern.
Die Mannschaft geschaffen, um die Haut mit Hilfe einer einzigen Atomschicht von Graphen, in einem Verfahren, das stromerzeugenden photovoltaischen Zellen in die elektronische Haut umfasst integrieren. Die Wissenschaftler sagen, dass „Was auch immer Licht verfügbar ist, 98 Prozent werden und die Solarzelle treffen“, erklären, dass ein Solarpanel direkt unter der Oberfläche der klaren Graphen Haut befindet. „Es erzeugt Strom, der verwendet werden kann, um die Empfindlichkeit zu erhalten, das taktile Gefühl“.
Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern hat ein Molekül entwickelt, das Licht oder Elektrizität verwendet das Treibhausgas Kohlendioxid in Kohlenmonoxid umzuwandeln. Das Verfahren umfasst einen Nanographen-Rhenium-Komplex unter Verwendung von über eine organische Verbindung verbunden ist, wie Bipyridin bekannt, eine hoch effiziente Reaktion auszulösen, die einen Tag Solarzelle ersetzen könnte.
Das Molekül wirkt als ein zweiteiliges System: ein Nanographen „energy collector“, die Energie aus Sonnenlicht und einem Atom Rhenium „Motor“, die Kohlenmonoxid produziert Kohlenstoff absorbiert. Der Energiekollektor treibt einen Strom von Elektronen zum Rheniumatom, die wiederholt bindet und wandelt das normalerweise stabil Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid. Die Idee Nanographen an das Metall zu verbinden entstand aus früheren Bemühungen um eine effizientere Solarzelle mit dem auf Kohlenstoff basierendes Material zu schaffen. Aber dieses Modell beseitigt tatsächlich die Solarzellen und verwendet die lichtabsorbierende Qualität von Nanographen allein die Reaktion anzutreiben.
Forscher am Zentrum für Hybrid und Bio-Solar Energy (CHOSE) der Universität von Rom „Tor Vergata“, zusammen mit Forschern des italienischen Institute of Technology (IIT) und die Fachhochschule in Kreta (TEI), haben erklärt, dass sie stellen einen neuen Datensatz für den Umwandlungswirkungsgrad eines Perowskit photovoltaischen Moduls mit einer Fläche größer als 50 cm 2.
