211service.com
Nystartede ingeniører ser gennem solceller
Forestil dig en verden, hvor enhver overflade kunne belægges med solceller, hvilket konverterer sollys og endda gløden fra pærer til små mængder brugbar energi. Dette er målet for en ny startup kaldet Allestedsnærværende energi . Virksomheden håber at udvikle overkommelige, gennemsigtige belægninger og film, der kunne høste lysenergi, når de påføres vinduer eller skærme på e-læsere eller tablet-enheder. En måde at bruge teknologien på kan være i elektrokrome vinduer, der skifter fra klare til mørke, når solen er klarest.
Tricket er den måde, virksomhedens solcelleanlæg optager lys på: de samler bølgelængder i den ultraviolette og infrarøde del af spektret, men lader synligt lys passere igennem. Traditionelle solceller derimod samler lys i de ultraviolette og synlige områder og kan derfor ikke gøres helt gennemsigtige.
Det er bestemt en interessant tilgang, hvis omkostningerne ved sådanne celler kan være lave nok, og materialernes stabilitet er tilstrækkelig, siger Zhenan Bao , professor i kemiteknik ved Stanford University, som ikke er tilknyttet opstarten. Hun tilføjer, at ved at indsamle infrarødt og ultraviolet lys filtrerer teknologien de dele af det spektrum, folk generelt ønsker, at vinduer alligevel skal holde ude.
Miles Barr, præsident og chief technology officer for Ubiquitous Energy, siger, at de gennemsigtige solceller er lavet af forskellige organiske lag, aflejret en ad gangen oven på et glas eller en film. Denne proces kunne nemt integreres i tyndfilmsdeponeringssystemer, der findes i industriel forarbejdning. Mange moderne vinduer har for eksempel en slags belægning til solkontrol eller isolering; Barr forestiller sig, at hans virksomheds solceller bliver fremstillet og tilføjet på samme måde. Ubiquitous Energy, som blev spundet ud af laboratoriet af Vladimir Bulović , professor i elektroteknik ved MIT, har endnu ikke annonceret planer for produkter eller priser.
Et papir udgivet i Anvendt fysik bogstaver i 2011 beskrev virksomhedens spektralt selektive tilgang: prototyper lavet af organiske materialer gav lidt mindre end 2 procent effektivitet og en synlig gennemsigtighed på omkring 70 procent. (Bygning af vinduer kræver normalt gennemsigtigheder fra 55 til 90 procent, mens mobile elektroniske skærme kræver 80 til 90 procent.) Barr siger, at hans team skubber både effektivitet og gennemsigtighed opad.
Mens virksomheden stadig er i forsknings- og udviklingsfasen, udforsker den forskellige materialer og designs til produkter. Vi får et katalog over enhedsstrukturer og ingredienser til enheder med højere effektivitet, der kan drive mere strømkrævende enheder eller udligne energi til bygninger, siger Miles. Når du når 10 procent effektivitet, åbner der sig en masse applikationer. Virksomheden håber at opnå effektivitetsgevinster på mere end 10 procent ved høj synlig gennemsigtighed.
Der findes andre typer af gennemsigtige solceller, men mange af dem høster stadig noget lys i det synlige område og har derfor ikke gennemsigtighedspotentialet som en tilgang, der ignorerer synligt lys. Disse materialer opnår semi-gennemsigtighed, når de er sparsomt aflejret over en overflade, eller når de solcelleanlæg fortyndes for at tillade mere synligt lys at passere igennem.
Nuværende solcelleteknologi udnytter i vid udstrækning det ultraviolet-synlige område, men ikke meget i det infrarøde område, siger Shenqiang Ren, professor i kemi ved University of Kansas, som ikke er tilknyttet virksomheden. Under solstråling er der omkring 45 procent strålingsenergi fra infrarødt [lys].
Da Ubiquitous Energy søger at forbedre effektiviteten af sine solceller, forklarer Barr, kigger den på to standardmåder til at indsamle mere lys. Den første er at optimere designet af dets halvledermaterialer. Dets nuværende materialer omfatter molekylære farvestoffer, der har selektive absorptionstoppe i de ultraviolette og nær-infrarøde dele af spektret; Barr siger, at virksomheden udvikler materialer, der også samler energi dybere ned i det infrarøde. Den anden involverer konstruktion i nanoskala og tweaking af optisk interferens i enheden for at forbedre lysabsorptionen - tricks brugt til at forbedre effektiviteten af ikke-transparente solceller i fortiden. Der er mange drejeknapper, du kan indstille for at øge ydeevnen, siger han.