211service.com
Giver plastsolceller et energiboost
Polymersolceller finder anvendelse i solopladningsrygsække og paraplyer, men de omdanner stadig kun omkring 6 procent af energien i sollys til elektricitet - eller omkring en tredjedel af, hvad konventionelle siliciumpaneler er i stand til. Hvis effektiviteten af polymersolceller – som er billigere og lettere end siliciumceller – kan øges markant, kunne de være ideelle til pudsning på tage eller laminering på vinduer.
Kraft plast: Solarmer Energy sigter mod at nå 10 procent effektivitet ved udgangen af dette år med sine printbare plastsolceller. Dets organiske solcellemoduler skulle være indbygget i rygsække og mobiltelefonopladningspaneler i begyndelsen af 2011.
Solarmer energi , baseret i El Monte, Californien, er på mål om at nå 10 procent effektivitet ved udgangen af dette år, siger Yue Wu, virksomhedens administrerende direktør og direktør for forskning og udvikling. Organiske celler vil sandsynligvis have brug for mindst den effektivitet for at konkurrere på solcellemarkedet.
I samarbejde medLuping Yu, professor ved University of Chicago, har opstarten tidligere konstrueret polymerer, der absorberer en bred vifte af bølgelængder og har lavet celler, der omdanner sollys til elektricitet med en rekordeffektivitet på næsten 8 procent.
Polymer solceller med endnu højere effektivitet er på vej. Solarmer samarbejder med For at kontakte Yang , professor i materialevidenskab og ingeniør ved University of California, Los Angeles. Yang arbejder på en stak af flere celler, der absorberer forskellige bånd af lys. Han forventer at opnå 12 til 15 procent effektivitet ved at bruge denne tilgang sammen med nye polymerer og bedre enhedsdesign. Indtil videre har han lavet laboratorieprototyper, der er bedre end 6 procent effektive. Han præsenterer dette værk tirsdag kl American Physical Society møde .
Polymersolceller burde være billigere at fremstille end tyndfilms-cadmium-tellurid eller kobber-indium-gallium-selenid (CIGS), fordi de bruger billige materialer, der er nemme at udskrive, siger Michael McGehee , professor i materialevidenskab og teknik ved Stanford University. Men McGehee mener, at polymerceller skal være mere end 15 procent effektive for at have en stor indflydelse på solenergimarkedet. Vi forstår stadig ikke fysikken godt nok til at vide, hvad den teoretiske grænse er, siger McGehee. Jeg tror, at celler med 15 til 20 procent kunne være mulige.
Solarmers forskerhold har flere taktikker til at øge celleeffektiviteten. Dens celler er lavet af en halvledende polymer, der absorberer sollys og frigiver elektroner, og en kulstofnanostruktur, der sender elektronerne til det eksterne kredsløb.
Inde i polymeren går elektroner fra et lavt til et højt energiniveau, når de bombarderes af fotoner. Jo mindre forskellen (eller båndgabet) mellem disse niveauer er, jo mere lys absorberer en celle, og jo højere effektivitet. En måde at mindske båndgabet på er at få det højere energiniveau ned. University of Chicago kemiprofessor Yu bruger denne teknik til at designe nye typer af snævre båndgab-polymerer. Skønheden ved organiske solceller er, at vi er i stand til at konstruere nye materialer, der kan skræddersy disse energiniveauer, siger Yang.
Forskerne forsøger også at forbedre grænsefladen mellem polymeren og kulstofnanostrukturen, så elektroner kan bevæge sig hurtigere til det eksterne kredsløb uden at blive fanget i materialet. Og de udvikler bedre elektrodematerialer og forbedrede måder at fremstille elektroderne på. Yang siger, at disse fremskridt i sidste ende vil gøre det muligt at øge effektiviteten af individuelle celler og stablede celler.
Selv hvis Solarmer når sit mål på 10 procent effektivitet, siger Wu, kan det tage så lang tid som tre år, før virksomheden kan udskrive tagpaneler af kommerciel kvalitet med disse vurderinger. Lige nu planlægger virksomheden at have enheder på bærbare tasker og mobiltelefoner bagpaneler i begyndelsen af 2011, efterfulgt af markiser og parasoller.
Yang siger, at organiske solceller ikke kun har brug for højere effektivitet, men også mere stabilitet. Det, der kommercialiseres, er ikke den højeste effektivitet, men den mest reproducerbare teknologi, siger han. Faktisk opstart af plastik solenergi Konarka , baseret i Lowell, MA, producerer fleksible paneler i stor skala på trods af blot en effektivitet på 3 til 5 procent.
Adam Moulé , en professor i kemiteknik og materialevidenskab ved University of California, Davis, siger, at øget levetid for organiske solceller nu er den største udfordring. Solarmers paneler har en levetid på op til tre år.
Den rapporterede effektivitetsrekord på 7,9 procent er virkelig fantastisk, siger Moulé. Hvis der kunne laves organiske fotovoltaiske enheder med mere end 5 procent strømeffektivitet, som har en garanteret levetid på over fem år, så tror jeg, at de vil være konkurrencedygtige med CIGS og silicium på grund af reducerede panelomkostninger.