В чем преимущества солнечных батарей?

Солнечный элемент - это устройство, преобразующее световую энергию (в основном солнечный свет) в электрическую. Согласно принципу, фотоэлектрический эффект основан на встроенном электрическом поле PN-перехода, так что фотогенерируемые носители разделяются для достижения двух сторон перехода для генерации фотоэдс, а подключение к внешней цепи делает мощность солнечного элемента выходной мощности и интенсивность освещения сильнее. , тем сильнее выходная мощность.

Солнечная система проста в установке, расширении, разборке и т. Д. Также экономично использовать солнечную энергию, и в процессе эксплуатации отсутствует потребление энергии. Кроме того, эта система устойчива к механическому износу, а солнечная система требует надежных солнечных батарей для приема и хранения солнечной энергии. Общие солнечные элементы имеют следующие преимущества:

1. Высокая емкость поглощения заряда.

2. Длительный срок службы

3. Хорошая заряжаемость

4. Не требует обслуживания.

Каковы преимущества? Экологически чистый, использовать только солнечный свет, зеленую энергию и использовать в удаленных районах без необходимости прокладки кабелей, можно использовать отдельно, можно использовать гибкое использование, крышу, крышу.

Недостатком является то, что коэффициент фотоэлектрического преобразования очень низкий, требует большой площади и слишком высока стоимость.

В перовскитных солнечных элементах ученые обнаружили в недавних исследованиях, что эффективность преобразования органических солнечных элементов со структурой перовскита может достигать 22,1%, что вдвое превышает эффективность преобразования солнечных элементов, представленных сегодня на рынке, и может значительно снизить эффективность преобразования солнечной энергии. клетки. Стоимость исследований, связанных с использованием, опубликована в последнем выпуске журнала Nature.

Хотя исследовательская группа не продемонстрировала высокоэффективные солнечные элементы, изготовленные из новых материалов, это исследование стало мощным дополнением к многим предыдущим исследованиям, демонстрируя, что перовскит с уникальной кристаллической структурой, как ожидается, изменит лицо солнечной промышленности, в настоящее время , основные солнечные элементы на рынке используют в качестве материалов кремний и теллурид кадмия, а эффективность преобразования тока сохраняется более 10 лет. Перовскит изучен всего за 4 года. В связи с этим даже отраслевые консерваторы весьма оптимистично смотрят на перовскиты.

Эндрю Джем, содиректор исследований и содиректор Центра энергетических инноваций Университета Пенсильвании, сказал, что солнечные элементы, сделанные из новых перовскитов, могут преобразовывать около половины солнечного света непосредственно в электричество, что вдвое превышает текущий уровень. Только половина солнечных элементов может обеспечить такую же мощность, что значительно снизит затраты на установку, что приведет к значительному снижению общей стоимости.

Кроме того, Эминем говорит, что в отличие от традиционных материалов для солнечных элементов, новые материалы не требуют электрического поля для генерации тока, что уменьшает количество необходимого материала и создает более высокие напряжения, которые увеличивают выход энергии; кроме того, новые материалы хорошо работают и для видимого света, что очень важно для солнечных батарей.

Исследователи также показали, что небольшое изменение в новых материалах может эффективно преобразовывать солнечный свет с различной длиной волны в электричество. Ученые могут использовать это для создания солнечных элементов с разными слоями, каждый из которых поглощает разные длины волн солнечного света, что значительно повышает эффективность.

Однако некоторые эксперты подчеркнули, что, хотя эти атрибуты очень полезны, команде Эминема еще предстоит пройти долгий путь, чтобы сделать доступными перовскитные солнечные элементы. Во-первых, ток, генерируемый такими солнечными элементами, очень мал.

Преимущества и недостатки перовскитных солнечных элементов

За короткий промежуток времени в шесть лет, с 2009 по 2015 год, эффективность фотоэлектрического преобразования перовскитных солнечных элементов подскочила с 3,8% до 20,3%, то есть более чем в пять раз. Его эффективность выросла так быстро, что журнал Science назвал его одним из 10 лучших научных достижений 2013 года. В настоящее время академические исследования перовскитных солнечных элементов все еще очень активны, и перспективы их индустриализации также очень многообещающие, но результаты исследований практических технологий еще не опровергнуты.

Преимущества и недостатки перовскитных солнечных элементов

Это потому что:

Преимущества перовскитовой батареи:

Эффективность преобразования быстро растет - с 3,8% до 20,3% за 6 лет, и в ноябре 2013 года американские ученые в ходе последних исследований обнаружили, что эффективность преобразования нового кальциево-титанового солнечного элемента может достигать 50%, что это текущая солнечная энергия на рынке. Эффективность преобразования батареи в два раза выше, что говорит о ее большом потенциале для развития; процесс производства батарей прост - в лаборатории часто используется процесс осаждения из жидкой фазы, осаждения из паровой фазы, смешанного осаждения из жидкой / газовой фазы;

Затраты на производство энергии от батарей невысоки - и могут даже быть ниже, чем при производстве тепловой энергии;

Возможна интеграция в здание - батареи типа перовскита представляют собой тонкопленочные батареи. В основном они наносятся на стекло. Они также могут достигать различной степени прозрачности, контролируя толщину и материал каждого слоя материалов. Конечно, КПД тоже снизится. Приложение стоит попробовать. Например, лаборатория Оксфордского университета смогла изготавливать полупрозрачные (серо-коричневые) батареи. Если солнечные элементы, объединяющие освещение и выработку электроэнергии, будут развиваться плавно, ожидается, что они станут заменой украшения навесных стен высотных зданий и цветной стеклянной пленки для транспортных средств.

Преимущества и недостатки перовскитных солнечных элементов

Недостатки второй перовскитовой батареи:

Материал токсичен - материал батареи из перовскита содержит свинец, но свинец - это всего лишь небольшая часть мышьяка, галлия, сурьмы и кадмия в других типах батарей. Северо-Западный университет также разработал перовскитовый солнечный элемент, в котором вместо свинца используется олово. Однако эффективность преобразования этой батареи составляет всего 6%, а материал очень нестабильный, и в настоящее время он находится на начальной стадии исследований и разработок;

Нестабильные материалы. Свинец в перовскитах легко окисляется до улетучивания йода и легко разлагается, когда кристалл влажный. Если мы используем перовскитную батарею для выработки электричества, она, скорее всего, разложится и просочится на крышу или в почву;

Срок службы батареи непродолжительный - в настоящее время самый долгоживущий перовскитовый солнечный элемент может достигать 1000 часов, разработанный Хуачжунским университетом науки и технологий и Федеральным технологическим институтом в Лозанне. Срок службы традиционной кристаллической кремниевой батареи составляет 25 лет, и она намного дольше, чем перовскитовая батарея.

Страница содержит содержимое машинного перевода.