Миниатюрные солнечные элементы можно будет встраивать в одежду

Ежедневно мы слышим от экологов тяжёлые сводки со всех экологических фронтов об исчерпании ресурсов, загрязнении морей, уничтожении редких растений и видов животных. Иначе, высокотехнологичная промышленность и современная наука фактически каждый день дают нам надежду на чистое и энергетически богатое будущее, необходимо лишь воспользоваться плодами современных изобретений, даже в том случае, если сначала это хватит дорого.

Исследователи из Национальной лаборатории корпорации Sandia (Sandia National Laboratories) создали миниатюрные фотоэлектрические ячейки, каковые возможно смогут нести солнечную энергетику, в прямом смысле этого слова, в веса. К примеру, эти микроскопические ячейки перевоплотят человека в мобильное зарядное устройство, в случае если их закрепить на эластичной базе, перенесённой на одежду, шляпы и зонты.

Изготовленные из кристаллического кремния солнечные частицы кроме многообещающего потенциала должны быть более действенными и недорогими, чем существующие ячейки. Производятся новые устройства с применением микроэлектронных и микроэлектромеханических совокупностей (MEMS).

Возглавляемая Грегом Нильсоном (Greg Nielson) несколько исследователей идентифицировала более 20 преимуществ малого масштаба собственных микроячеек. Как растолковывает Нильсон, в конечном счете массово производимые фотоэлектрические устройства смогут встраиваться в строения, палатки и одежду.

Охотники, военный и путешественники персонал возьмут решения для подзарядки сотовых телефонов, другой электроники и камер, действующие без необходимости развёртывания на местности солнечных панелей с громадной площадью. Фотоэлектрические модули из микроячеек для крыш домов смогут иметь интеллектуальный контроль, преобразователи тока а также устройства хранения энергии, интегрированные на уровне чипа. Такое ответ существенно упростит конструкцию, снизит процесс и стоимость установки сетей из солнечных элементов, — говорит инженер лаборатории Випин Гупта (Vipin Gupta). Частично цена уменьшается благодаря довольно маленького количества материала, требуемого для создания прекрасно контролируемых микроустройств.

Толщина новых ячеек образовывает 14-20 мкм, а диаметр – от 0,25-1 мм. На изготовление солнечной панели площадью 232 см2 (6 х 6) требуется в 100 раз меньше кремния при применения этих микроэлементов если сравнивать с простыми кремниевыми панелями. Количество генерируемой энергии наряду с этим такое же, а допустимая механическая нагрузка – больше.

Дополнительное преимущество кроме этого содержится в возможности производства микроячеек из коммерческих пластин любого размера, а также из 300-мм (12) подложек и будущих 450-мм (18). Более того, в случае если при производстве одна ячейка будет повреждена, это не приведёт к отбраковке всей пластины, в то время как при изготовлении простых панелей негодной делается вся подложка.

А панели большей чем стандартная (6 х 6) площади из подложек большего размера будут нуждаться в повышении толщины проводников, поднимая цена ещё выше. Данной неприятности не существует с микроячейками и личной разводкой проводников для них.

Лучше переносит тень и разработка. В условиях частичного затенения, где простая солнечная панель прекратит функционировать, устройство из микроячеек продолжит генерировать электричество. Потому, что эластичную базу достаточно легко взять, высокоэффективные фотоэлектрические преобразователи для широкого применения в повседневных задачах становятся более настоящими.

Коммерческий ход к микромасштабным солнечным элементам, как рассчитывают исследователи, станет большой переменой если сравнивать с модулями из массивов 6 панелей. Благодаря распространённым в индустриях MEMS, электроники и LED-диодов разработкам производственный переход будет довольно безболезненным. К примеру, электрические контакты для каждой ячейки шестиугольной формы, формируемой на кремниевой подложке, получаются с применением техники производства интегральных схем.

Сейчас эффективность преобразования солнечной энергии микроячейками достигает 14,9 процентов. Для присутствующих на рынке коммерческих ответов характерен показатель 13-20 процентов. Стандартное производственное оборудование для установки и переноса компонентов (pick-and-place machine), используемое в массовой сборке электроники, может разместить до 130 тыс. ячеек в час на подготовленных площадках с электрическими контактами, процесс проходит при низкой температуре.

Цена — $0,001 за один микроэлемент, а их количество в модуле определяется уровнем оптической концентрации и размером кристалла и варьируется от 10 тыс. до 50 тыс. на 1 м2. В разработке находится другая разработка самосборки, которая ещё больше снизит цена. Солнечные концентраторы – недорогие массивы микролинз – смогут быть помещены конкретно на каждую ячейку для увеличения количества собираемых фотонов.

Кроме уже упомянутых прикладных сфер, разработчики видят использование микроячейкам в беспроводных сенсорах и спутниках. 

Источник: popnano.ru

• mems
• sandia
• одежда
• солнечный
• фотоэлектрический
• шестиугольник

Author: Александр Компанеец

Случайные записи:

• Дизельные выхлопы – пособники туберкулеза
• Honda планирует стать лидером по энергоэффективности в течение трёх лет

✅Как сделать СОЛНЕЧНУЮ БАТАРЕЮ. Панель для зарядки мобильных устройств своими руками

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Высокоэффективный элемент солнечной батареи от ibm из легкодоступных материалов

  Наибольшие производители электроники без шуток взялись за развитие солнечной энергетики. До сих пор серийные фотоэлектрические панели отличались большой…

• Миниатюрные солнечные батареи открывают новые возможности

  Миниатюризация интегральных микросхем делает вероятным сократить величину потребляемой ими энергии так, что для их питания достаточно применять такие же…

• Солнечная батарея, выполненная по тонкопленочной технологии, идет в массы

  Эта на вид неказистая сумка в действительности есть предвестником новой эры солнечной энергетики. Ее отличие от подобных продуктов, каковые возможно…

• Солнечная энергия: стоит ли игра свеч?

  Солнечный свет – бесплатный, но преобразование данной горячей энергии в нужную для промышленности и человека обходится очень дорого. Материалы для…