[ad_1]

ثابت شده است که ماندن در خانه راهی عالی برای کمک به ایالات متحده در تعهد خود در توافق نامه پاریس برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به میزان 26٪ به 28٪ زیر سطح 2005 تا 2025 است. بسیاری از افراد نقش خود را در سال 2020 ایفا کردند مشارکت دقیقاً تحت این شرایط با بیماری همه گیر COVID-19 ، که بسیاری از آمریکایی ها را در خانه های خود نگه می دارد ، تعداد قابل توجهی از مردم از پولی که در غیر این صورت صرف سفر یا وعده های غذایی می کردند ، برای سرمایه گذاری در سیستم های خورشیدی پشت بام استفاده کرده اند.

در حالی که داده ها جهش در تاسیسات خانگی را نشان می دهد ، بیشتر رشد مربوط به پروژه های بزرگ است. براساس گزارش جدید ائتلافی از شرکت های انرژی پاک ، آب و برق و گاز طبیعی ، سال گذشته ، این کشور با افزودن 16.5 گیگاوات انرژی خورشیدی به شبکه ، رکوردی در تأسیسات خورشیدی ایالات متحده به ثبت رسانده است. این انرژی بیش از 40٪ انرژی خورشیدی اضافه شده نسبت به سال 2019 است – انرژی کافی برای روشن کردن حدود 1.8 میلیارد لامپ LED.

جهش سال گذشته ادامه روند صعودی طولانی مدت انرژی خورشیدی است. از سال 2010 تا 2019 ، ایالات متحده انرژی خورشیدی خود را با ضریب 30 افزایش داد. در این مدت ، قیمت انرژی خورشیدی حدود 80 درصد کاهش یافت. به گفته جارد سیلویا ، مدیرعامل شرکت خورشیدی مستقر در سیاتل به نام BlueDot Photonics ، اما برای استفاده گسترده از انرژی خورشیدی ، قیمت ها باید در پایان این دهه 50 درصد دیگر کاهش یابد. BlueDot با حمایت از سازمان غیرانتفاعی VertueLab پورتلند قصد دارد با استفاده از مواد جدید در صنعت ، تا 50٪ کارآمدتر پانل ها را محقق سازد.

فلات بهره وری سیلیکون

از سال 1954 ، زمانی که آزمایشگاه های بل اولین سلول خورشیدی را به اندازه کافی کارآمد و کارآمد نشان دادند ، مواد اصلی در صفحات خورشیدی – آن چیزی که نور را به انرژی تبدیل می کند – سیلیکون بوده است. بازده سلول های خورشیدی سیلیکونی طی چند دهه گذشته افزایش یافته است ، اما به نظر می رسد که در حال کاهش است ، با صفحات خورشیدی سیلیکونی امروزه با متوسط ​​بازده حدود 22٪ کار می کنند. سیلویا می گوید: “ما همه پیشرفت های احتمالی سیلیکون را حذف کرده ایم.”

یکی از محدودیت های اصلی سیلیکون این است که فقط بخشی از نور خورشید را که به آن برخورد می کند ، تصرف می کند. طول موج های خاصی سطح آن را منعکس می کنند ، از آن عبور می کنند یا بدون تبدیل شدن به انرژی جذب می شوند. مدت هاست که محققان خورشیدی با دانستن این موضوع سعی در استفاده از موادی دارند که درصد بیشتری از نور خورشید را به برق جذب و تبدیل می کند.

وارد یک کلاس از ترکیبات بلوری به نام پروسکیت شوید. به طور دقیق ، پروسکیت یک ماده معدنی متشکل از تیتانات کلسیم است ، اما این کلمه برای نشان دادن هر ترکیبی که دارای ساختار بلوری مشابه است استفاده می شود – ساختاری که از جذب نور خورشید پیشی می گیرد. این مواد کمی بیش از یک دهه پیش در صحنه خورشیدی ظاهر شدند که محققان از انگلیس و ژاپن برای اولین بار متوجه پتانسیل تبدیل نور شدند. به نظر می رسید پروسکیت ها یک گزینه جذاب برای سیلیکون هستند زیرا ، بر خلاف سیلیکون ، می توان آنها را به صورت مصنوعی با هزینه نسبتاً کم ساخت و به این دلیل که محلول های پروسکایت را می توان بر روی طیف گسترده ای از سطوح رنگ آمیزی ، چاپ یا اسپری کرد. در ابتدا ، اثربخشی آنها 3.8٪ قابل توجه بود ، اما در دهه گذشته ، محققان این میزان را به 25.5٪ افزایش داده اند ، با حداکثر اثربخشی بالقوه در حدود 33٪.

اما اگر پروسکایت ها به مسئله مهم بعدی در انرژی خورشیدی تبدیل شوند ، باید از دو مانع عبور کنند. مسئله اول بی ثباتی نسبی آنهاست. ساختار مولکولی پروسکیت ها در گرما خراب می شود ، و آنها را برای پخت در آفتاب در طول روز نامناسب می کند. با این وجود ، در چند سال گذشته ، محققان با ایجاد کمی تغییر در دستورالعمل شیمیایی ، موفق به آزمایش پایدارسازی مواد شدند. آنها خوش بین هستند که به زودی برای استفاده گسترده تجاری پایدار خواهد بود.

چالش دوم Perovskis این است که چگونه می توان فناوری در حال ظهور را در مقیاسی متناسب با بازار در حال گسترش خورشید آورد. محققان BlueDot معتقدند که آنها یک راه حل پیدا کرده اند.

از آزمایشگاه ، بازار خارج شوید

در آینده ، سلول های خورشیدی که به طور انحصاری توسط پروسکایت تغذیه می شوند ممکن است به واقعیت تبدیل شوند. در حال حاضر ، با این حال ، بیشتر محققان بر ایجاد سلولهایی متمرکز شده اند که پروسکیت را با سیلیکون موجود در همه جا ترکیب کنند. سیلویا ، فارغ التحصیل دانشگاه واشنگتن گفت: “وقتی BlueDot را راه اندازی کردیم ، دیدیم که رقابت با سیلیکون مشکل است.” “ما می خواستیم شروع کنیم s صنعت سیلیکون “

پروسکیت ها و سیلیکون ترکیبی قدرتمند هستند زیرا طول موج های مختلف طیف خورشیدی را تصرف می کنند. از آنجا که سلولهای خورشیدی با تبدیل نور به جریان کار می کنند ، نور جمع شده بیشتری امکان تبدیل شدن به جریان قوی تری را دارد. یک لایه پروسکیت (که نور پرانرژی را جذب می کند) در بالای یک نوار سیلیسیم (که نور پایین تر در طیف را جذب می کند) می تواند ترکیب شود و یک سلول خورشیدی با توربو ایجاد کند.

اما در عمل دستیابی به این اتلاف مواد با چالش های فنی زیادی روبرو است. مهمترین آنها طراحی هیبریدهای پروسکایت سیلیکون است که مقدار جریان تولید شده توسط هر لایه را برابر می کند. اگر جریان های تولید شده توسط لایه ها متفاوت باشد ، جریان حاصل به اندازه ضعیف تر این دو خواهد بود.

چهار سال پیش ، یک تیم تحقیقاتی چینی دریافت که با افزودن کمی ایتربیم ، یک عنصر کمیاب به یک فیلم پروسکیت ، فوتونهای آبی به نور مادون قرمز تبدیل می شوند ، که پس از آن به یک لایه اساسی سیلیکون جذب می شود. با تولید یک جریان واحد ، این روش مشکل دو جریان را حل می کند.

با این وجود چالش دیگری باقی ماند. پروسکیت های ایجاد شده توسط تیم تحقیقاتی نانو ذراتی هستند که به سختی قابل استفاده در یک لایه همگن روی سلول سیلیکون هستند. دو سال پیش ، دانیل گاملین ، استاد شیمی در دانشگاه واشنگتن ، یک راه حل پیدا کرد: در صورت تبخیر پودرهای پروسکیت ، می توان آنها را به صورت فیلم های نازک و با کیفیت تقریباً در هر سطح رسوب داد. حتی بهتر ، این فرایند می تواند با سرعت بالا انجام شود و متناسب با نیازهای خاص باشد. به عنوان مثال ، پروسکیت ها را می توان بر روی دیوار ساختمان ها یا روی سطوح منحنی سقف اتومبیل اعمال کرد.

گاملین تحقیقات خود را با همکارانش به اشتراک گذاشت و گروهی از آنها برای ایجاد فناوری بیشتر و در دسترس قرار دادن آن برای استفاده تجاری ، BlueDot را تشکیل دادند.

سال گذشته ، BlueDot به راه اندازی کنسرسیوم فناوری پروسکایت با دیگر شرکت های پیشرو خورشیدی و همچنین گروه های تحقیقاتی دانشگاه و آزمایشگاه ملی انرژی های تجدید پذیر کمک کرد. کنسرسیوم Advanced Perovsky در ایالات متحده به محققان شرکت کننده امکان دسترسی به امکانات آزمایش را می دهد و به آنها امکان می دهد به راحتی تحقیقات خود را به اشتراک بگذارند. هدف نهایی تسریع در ادغام پروسکایت ها در صنعت خورشیدی است.

سیلویا پیش بینی می کند که اولین محصولات تجاری با استفاده از تکنیک BlueDot در سال 2023 نصب خواهد شد. “وی گفت:” و هنگامی که این اولین فرزندخواندگی را بدست آوریم ، فرزندان جدید پذیرفته می شوند. “


VertueLab یک سازمان غیرانتفاعی است که با تأمین بودجه و حمایت کارآفرینانه همه جانبه از شرکتهای نوپا با فناوری پاک با تغییرات آب و هوایی مبارزه می کند. در طول یک دهه کار ، آنها یک مدل اثبات شده دارند که می تواند به تسریع راه حل های آب و هوایی کمک کند که کلید واژگونی بحران آب و هوا است.




[ad_2]

منبع: nama-news.ir

ایندکسر