الألواح الشمسية البوليمر

الألواح الشمسية ، على الرغم من أنها صديقة للبيئة ، فهي أيضًا مكلفة للغاية. لقد وجد العلماء بديلاً لهم - الألواح الشمسية البوليمر. ما هو موصوف في المقال.

أي شخص ، حتى يهتم قليلاً بالطاقة الشمسية ، يدرك جيدًا ماذا البطارية الشمسية - هذا هو مزيج من عدد كبير من الخلايا الضوئية المركبة على أي سطح.

الخلية الشمسية عبارة عن جهاز أشباه الموصلات يحول طاقة الشمس إلى تيار كهربائي. الخلايا الشمسية للخلايا الشمسية "التقليدية" مصنوعة من السيليكون. عملية التصنيع لهذه البطاريات معقدة ومكلفة للغاية. على الرغم من أن السيليكون عنصر شائع جدًا وأن قشرة الأرض تحتوي على حوالي 20٪ من السيليكون ، فإن عملية تحويل الرمال المصدر إلى السيليكون عالي النقاء معقدة للغاية ومكلفة.

بالإضافة إلى ذلك ، في بعض الأحيان توجد مشاكل في التخلص من الخلايا الكهروضوئية للنفايات ، لأنه بالإضافة إلى السيليكون ، تحتوي هذه الخلايا الضوئية أيضًا على الكادميوم. وأخيراً ، تصبح خلايا السيليكون الضوئية ساخنة جدًا أثناء عملها. وبعد ذلك يبدأ أدائهم في الانخفاض. لذلك ، بالإضافة إلى الخلايا الضوئية ، تتطلب بطاريات السيليكون أيضًا أنظمة تبريد باهظة الثمن. انظر المزيد عن هذا هنا: كيف يتم ترتيب الألواح الشمسية والعمل؟. كل هذا جعل العلماء يبحثون عن أكثر فعالية طرق لتحويل الطاقة الشمسية.

يمكن أن يكون بديل لألواح السيليكون الشمسية الألواح الشمسية البوليمر. هذه تقنية جديدة ، وعشرات من معاهد البحوث والشركات حول العالم تعمل على تطويرها. انظر أيضا: تقنيات جديدة. البلاستيك موصل

الخلية الكهروضوئية هي فيلم يتكون من طبقة نشطة (بوليمر) ، أقطاب ألمنيوم ، ركيزة عضوية مرنة وطبقة واقية. لإنشاء خلايا شمسية بوليمر مدمجة ، يتم دمج خلايا الطاقة الشمسية للفيلم.

مزايا خلايا البوليمر الشمسية مقارنة بالبلورية التقليدية: الاكتناز ، وسهولة ، والمرونة. هذه البطاريات غير مكلفة للتصنيع (لا يتم استخدام السيليكون باهظ الثمن في تصنيعها) كما أنها صديقة للبيئة ، حيث يكون لها تأثير أقل أهمية على البيئة.

هناك عيب واحد فقط - لا تزال كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى خلايا شمسية بوليمرية منخفضة للغاية. حد هذا العيب من إنشاء مثل هذه البطاريات على مستوى عينات النموذج الأولي.

في الوقت الراهن، أعلى كفاءة للخلايا الشمسية البوليمر تمكن من الحصول على Alan Heiger من مركز البوليمرات والمواد الصلبة العضوية بجامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا (قبل سبع سنوات حصل على جائزة نوبل في الكيمياء لاكتشاف وتطوير البوليمرات الموصلة) و Gwang Lee من المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا في Gwangju.

تتميز بطاريتها الشمسية بكفاءة تبلغ 6.5٪ مع إضاءة تبلغ 0.2 واط لكل سنتيمتر مربع. هذا هو أعلى مستوى يتحقق للألواح الشمسية المصنوعة من المواد العضوية. على الرغم من أن أفضل الخلايا الشمسية السيليكونية تتمتع بكفاءة تبلغ 40٪ ، فإنها مع ذلك مهتمة جدًا ببطاريات البوليمر في جميع أنحاء العالم. صحيح أن تكنولوجيا إنتاج هذه البطاريات لا تزال في مرحلة مبكرة من تطورها.

أول بطاريات بوليمر تم إطلاقها تجاريًا في الدنمارك.

في الآونة الأخيرة فقط الشركة الدنماركية Mekoprint A / S أطلقت الخط الأول الذي سيتم إنتاج البطاريات الشمسية البوليمر. تعمل الشركة في أعمال التصميم والتطوير منذ حوالي 10 سنوات وهي الآن جاهزة لإنتاج كميات كبيرة من هذه البطاريات.

يتكون الإنتاج من طباعة متعددة الطبقات لخلية ضوئية شمسية على فيلم مرن ، يمكن بعد ذلك أن يتم تقطيعه وتقطيعه وصنعه من ألواح شمسية من أي حجم.

وفقًا لمتخصصي الشركة ، فإن الإضافة الرئيسية لبطاريات البوليمر هي التكلفة المنخفضة. سيكلف إنتاجهم الشركة على الأقل مرتين أرخص من إنتاج بطاريات السيليكون التقليدية. سيؤثر هذا الظرف ، بدوره ، على القيمة السوقية لبطاريات البوليمر ، وبالتالي ستصبح أكثر تكلفة.

زائد الثانية من بطاريات البوليمر هي مرونتها الهائلة. مثل هذه البطارية - يمكن قطعها بسكين ، ويمكن تحويلها إلى أنبوب ، ويمكن لصقها على أي سطح ذو شكل تعسفي تمامًا.

إذا رغبت في ذلك ، يمكن حتى لصق هذه البطارية على الملابس (والتي تم القيام بها من قبل المتخصصين الدنماركيين). تم لصق بطارية البوليمر على قبعة عادية. وفي الطقس المشمس ، كانت طاقة البطارية كافية لتشغيل راديو صغير محمول منه.

وأخيراً ، لا يمكن للمرء أن يفشل في ذكر نظافة عملية إنتاج هذه البطاريات. اتضح. إن إنتاجها ليس أكثر ضررًا من إنتاج أواني بلاستيكية عادية ، ويمكن أن تنسى قريبًا الانبعاثات الضارة في الجو التي تحدث أثناء إنتاج بطاريات السيليكون العادية.

من الممكن أن ننسى الغاز والفحم بعد مرور بعض الوقت ، لأنه مع التطوير الإضافي لهذه التقنية ، من المحتمل أن تكون الكهرباء المولدة باستخدام بطاريات بوليمر شمسية أرخص من عملية توليد الكهرباء عن طريق حرق مصادر الطاقة التقليدية.