Højere Solcelleeffektivitet Opnået Med Zinkoxidcoating

{h1}

Ved at belægge små solceller med zinkoxid har ingeniører skabt et skalerbart system til at generere overraskende store mængder energi.

Leah Markum er en praktikant ved University of Arkansas. Hun har bidraget med denne artikel til WordsSideKick.com's Expert Voices: Op-Ed & Insights.

Cufflink-størrelse solceller har en begrænset kapacitet til at generere elektricitet på grund af deres lavere fotocurrent (forbundet med deres mindre kortslutningsstrømme og -størrelse). Ved at belægge små celler med et tyndt lag zinkoxid har ingeniørforskere ved University of Arkansas opnået en rekord for energikonvertering til sådanne enheder.

Hver celle er en kvadrat på kun 9 millimeter (0,35 inches) på en side, og dog kan cellerne opnå en effektivitet på 14 procent, det højeste for små gallium-arsenid solceller. Silicium solceller af samme størrelse producerer 8 procent effektivitet. Mens rekordkonverteringseffektiviteten for enhver solcelle er over 44 procent, skal disse celler være store. Til sammenligning bruger et motorkøretøj 15 procent til 25 procent af den termiske energi, der genereres af benzin, og algens fotosyntese er i gennemsnit 5 procent - så i sammenhæng er 14 procent effektivitet god.

Et lille udvalg af de nye celler - så få som 9-12 - genererer tilstrækkelig energi til små lysdioder og andre enheder. Men ved at opskalere overflademodifikationer og pakke cellerne i store paneler af paneler, kunne enhederne teoretisk krafte store enheder som huse, satellitter eller endda rumfartøjer.

Forskerholdet, der designede og skabte cellerne, ledet af elektroingeniør professor Omar Manasreh, offentliggjorde sine resultater i Applied Physics Letters og april 2014-udgaven af ​​solenergimaterialer og solceller.

Et alternativ til silicium, galliumarsenid er en mere overkommelig og mindre giftig halvleder, der anvendes til fremstilling af integrerede kredsløb, lysdioder og solceller.

Overflademodifikationen - en kemisk syntese af tynde film, nanostrukturer og nanopartikler - undertrykte solens refleksion, så cellerne kunne absorbere mere lys. Men selv uden overfladebelægningen kunne forskerne stadig samle værtsmaterialet for at nå 9 procent effektivitet.

Hvis du er en aktuel ekspert - forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør - og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her.

Hvis du er en aktuel ekspert - forsker, virksomhedsleder, forfatter eller innovatør - og gerne vil bidrage med et op-ed-stykke, mail os her.

"Vi ønsker at øge effektiviteten af ​​små celler," sagde Yahia Makableh, en ingeniør doktorand med forskningsholdet. "Med dette specifikke materiale er det teoretiske maksimum 33 procent effektivitet, så vi har noget arbejde at gøre. Men vi gør fremskridt. Zinkoxidets skønhed er, at det er billigt, giftfri og let at syntetisere."

Makableh sagde, at overflademodifikationen også kunne anvendes på andre solceller, herunder dem fremstillet af indium-arsenid og gallium-arsenid-kvantepunkter. Solceller fremstillet af disse materialer kan nå 63 procent konverteringseffektivitet, hvilket ville gøre dem ideelle til fremtidig solcelleudvikling.

Manasreh leder Optoelectronics Research Lab, hvor Makableh brugte udstyr og instrumenter til cellernes design og konstruktion. Forskere i laboratoriet vokser og funktionaliserer halvledere, nanostrukturerede reflektionsbelægninger, selvrensende overflader og metalliske nanopartikler, der skal anvendes i solceller. I sidste ende har de til hensigt at fremstille og teste fotovoltaiske enheder med større energieffektivitetskonvertering.

Manasreh fokuserer på eksperimentelle og teoretiske optoelektroniske egenskaber hos halvledere, superlattices, nanostrukturer og beslægtede enheder. Siden han tiltrådte University of Arkansas i 2003, har han modtaget mere end $ 8 millioner i offentlig forskningsfinansiering fra National Aeronautics and Space Administration, US Air Force og National Science Foundation.

Manchetknapperne på din arbejdskjole eller knappen på dine jeans har muligvis ikke evnen til at lede elektricitet til at tvinge lys til dit ur, men vellykket forskning fører til mere forskning. Mere vellykket forskning fører til udvikling og forbrugerisme - hvilket betyder måske en dag, at du vil binde på nogle soldrevne knapper.

Følg alle spørgsmålene og debatterne fra Expert Voices - og blive en del af diskussionen - på Facebook, Twitter og Google +. Synspunkterne er de af forfatteren og afspejler ikke nødvendigvis udgiverens synspunkter. Denne version af artiklen blev oprindeligt udgivet på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com