à¹à¸§à¸à¹à¸²à¸à¸±à¸ à¸à¸à¸±à¸à¸à¸´à¹à¸¨à¸©
สารบัญ:
ศักยภาพในการสร้างพลังงานของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ - และข้อ จำกัด ที่สำคัญในการใช้งาน - เป็นผลมาจากสิ่งที่พวกเขาทำ แผงที่ทำจากซิลิกอนมีการลดลงของราคาอย่างเช่นในบางสถานที่พวกเขาสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีค่าใช้จ่ายเท่ากันกับพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ แต่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิกอนก็ใหญ่เทอะทะและเปราะดังนั้นจึงไม่สามารถใช้งานได้ทุกที่
ในหลาย ๆ ส่วนของโลกที่ไม่มีไฟฟ้าเป็นปกติแผงโซลาร์เซลล์สามารถให้แสงไฟอ่านหนังสือหลังจากที่มืดและพลังงานในการสูบน้ำดื่มช่วยเพิ่มพลังให้กับธุรกิจในครัวเรือนขนาดเล็กหรือหมู่บ้านตามหมู่บ้านหรือแม้แต่ให้บริการที่พักฉุกเฉินและค่ายผู้ลี้ภัย แต่ความเปราะบางทางกลความหนักและความยากลำบากในการขนส่งของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนแนะนำว่าซิลิคอนอาจไม่เหมาะ
กลุ่มงานวิจัยของฉันกำลังทำงานเพื่อพัฒนาแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ยืดหยุ่นซึ่งจะมีประสิทธิภาพเท่ากับแผงซิลิคอน แต่จะมีขนาดบางน้ำหนักเบาและโค้งงอได้ อุปกรณ์ประเภทนี้ซึ่งเราเรียกว่า "ผ้าใบกันน้ำแสงอาทิตย์" สามารถแผ่ออกไปเป็นขนาดของห้องและผลิตกระแสไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์และมันอาจถูกบรรจุจนเป็นขนาดของส้มโอและยัดไว้ในกระเป๋าเป้สะพายหลัง มากถึง 1,000 เท่าโดยไม่ทำลาย ในขณะที่มีความพยายามที่จะทำให้เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์มีความยืดหยุ่นมากขึ้นโดยทำให้บางเฉียบมีความทนทานจริงต้องใช้โครงสร้างโมเลกุลที่ทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ยืดหยุ่นและเหนียว
อุปกรณ์กึ่งตัวนำซิลิคอน
ซิลิคอนมาจากทรายซึ่งทำให้ราคาถูก และวิธีที่อะตอมของมันบรรจุอยู่ในวัสดุแข็งทำให้มันเป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่ดีซึ่งหมายความว่าสามารถเปิดและปิดการนำไฟฟ้าได้โดยใช้สนามไฟฟ้าหรือแสง เนื่องจากมีราคาถูกและมีประโยชน์ซิลิคอนจึงเป็นพื้นฐานสำหรับไมโครชิปและแผงวงจรในคอมพิวเตอร์โทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ โดยทั่วไปทั้งหมดส่งสัญญาณไฟฟ้าจากส่วนประกอบหนึ่งไปยังอีกชิ้นหนึ่ง ซิลิคอนเป็นกุญแจสำคัญสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่เนื่องจากสามารถแปลงพลังงานจากแสงเป็นประจุบวกและประจุลบ ประจุเหล่านี้จะไหลไปยังด้านตรงข้ามของเซลล์แสงอาทิตย์และสามารถใช้งานได้เหมือนแบตเตอรี่
แต่คุณสมบัติทางเคมีของมันยังหมายความว่าไม่สามารถเปลี่ยนเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นได้ ซิลิคอนไม่ดูดซับแสงอย่างมีประสิทธิภาพมาก โฟตอนอาจผ่านแผงซิลิกอนที่บางเกินไปดังนั้นพวกเขาจะต้องหนาพอสมควร - ประมาณ 100 ไมโครเมตรเกี่ยวกับความหนาของบิลดอลลาร์ - เพื่อไม่ให้แสงเสีย
อุปกรณ์กึ่งตัวนำยุคต่อไป
แต่นักวิจัยพบว่าสารกึ่งตัวนำอื่น ๆ นั้นดูดซับแสงได้ดีกว่ามาก วัสดุกลุ่มหนึ่งเรียกว่า "perovskites" สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างเซลล์สุริยะที่มีประสิทธิภาพเกือบจะเหมือนกับซิลิกอน แต่มีชั้นดูดซับแสงซึ่งมีความหนาหนึ่งในพันที่จำเป็นสำหรับซิลิคอน เป็นผลให้นักวิจัยกำลังทำงานในการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ perovskite ที่สามารถให้พลังงานอากาศยานไร้คนขับขนาดเล็กและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ลดน้ำหนักเป็นปัจจัยสำคัญ
รางวัลโนเบลสาขาเคมีปี 2000 ได้รับรางวัลจากนักวิจัยผู้แรกพบว่าพวกเขาสามารถสร้างสารกึ่งตัวนำชนิดบางพิเศษอีกชนิดหนึ่งเรียกว่าพอลิเมอร์เซมิคอนดักเตอร์ วัสดุประเภทนี้เรียกว่า "สารกึ่งตัวนำอินทรีย์" เพราะมันขึ้นอยู่กับคาร์บอนและมันถูกเรียกว่า "พอลิเมอร์" เนื่องจากประกอบด้วยโมเลกุลโมเลกุลอินทรีย์ที่มีสายยาว เซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์มีการใช้งานในเชิงพาณิชย์แล้วรวมถึงในอุตสาหกรรมพันล้านดอลลาร์ของจอแสดงผลไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ที่รู้จักกันดีในนาม OLED TV
สารกึ่งตัวนำของพอลิเมอร์นั้นไม่มีประสิทธิภาพในการแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้าเป็น perovskites หรือซิลิกอน แต่มันมีความยืดหยุ่นและอาจทนทานเป็นพิเศษ โพลีเมอร์ปกติไม่ใช่สารกึ่งตัวนำที่พบได้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน พวกเขาเป็นโมเลกุลที่ทำขึ้นผ้าพลาสติกและสี เซมิคอนดักเตอร์โพลิเมอร์มีศักยภาพในการรวมคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุเช่นซิลิกอนกับคุณสมบัติทางกายภาพของพลาสติก
ที่สุดของสองโลก: ประสิทธิภาพและความทนทาน
พลาสติกมีคุณสมบัติหลากหลาย - รวมทั้งความยืดหยุ่นเช่นเดียวกับผ้าใบกันน้ำขึ้นอยู่กับโครงสร้างของพวกเขา และความแข็งแกร่งเหมือนแผงตัวถังของรถยนต์บางคัน พอลิเมอร์แบบกึ่งมีโครงสร้างโมเลกุลที่แข็งแกร่งและส่วนใหญ่ประกอบด้วยผลึกเล็ก ๆ สิ่งเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญในคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของพวกเขา แต่มีแนวโน้มที่จะทำให้พวกมันเปราะซึ่งไม่ใช่คุณลักษณะที่พึงประสงค์สำหรับรายการที่ยืดหยุ่นหรือแข็ง
งานของกลุ่มฉันมุ่งเน้นไปที่การระบุวิธีในการสร้างวัสดุที่มีทั้งคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ที่ดีและพลาสติกที่มีความทนทานเป็นที่รู้จักกันดี - ไม่ว่าจะมีความยืดหยุ่นหรือไม่ นี่จะเป็นกุญแจสำคัญในความคิดของฉันเกี่ยวกับผ้าใบกันน้ำแสงอาทิตย์หรือผ้าห่ม แต่อาจนำไปสู่วัสดุมุงหลังคากระเบื้องปูพื้นกลางแจ้งหรือแม้แต่พื้นผิวถนนหรือลานจอดรถ
งานนี้จะเป็นกุญแจสำคัญในการควบคุมพลังของแสงอาทิตย์ - เพราะในที่สุดแล้วแสงอาทิตย์ที่โจมตีโลกในชั่วโมงเดียวนั้นมีพลังงานมากกว่าที่มนุษย์ทุกคนใช้ในหนึ่งปี
บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกใน The Conversation โดย Darren Lipomi อ่านบทความต้นฉบับที่นี่
พลังงานแสงอาทิตย์: แผง Origami เหล่านี้ผลิตกระแสไฟฟ้าให้กับอพาร์ตเมนต์
การออกแบบใหม่ของแผงโซลาร์เซลล์สามารถช่วยให้ผู้อยู่อาศัยในอพาร์ทเมนท์สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานไฟฟ้าจากหน้าต่างโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง Solgami ได้รับการออกแบบโดยสถาปนิกชาวออสเตรเลีย Ben Berwick เป็นคนตาบอดหน้าต่างที่สร้างพลังงานในขณะที่แสงมากขึ้นในห้องโดยใช้การออกแบบพับพับ
พลังงานแสงอาทิตย์: สถานีอวกาศที่ถูกผูกไว้ของจีนจะส่งพลังงานลงมายังโลกอย่างไร
นักวิจัยในประเทศจีนกำลังวางแผนฟาร์มโซล่าร์ในอวกาศซึ่งเป็นโครงการที่มีความทะเยอทะยานที่คาดว่าจะส่งพลังงานได้ถึงหกเท่าของความหนาแน่นของการติดตั้งบนโลก โครงการซึ่งทำหน้าแรกของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีรายวันของจีนจะโคจรในอวกาศและส่งพลังงานให้ผู้รับ
การออกแบบ Tesla รุ่น S อาจทำให้เหมือนรุ่น X มากขึ้น
แม้ว่าเทสลาเป็นแรงบันดาลใจในการโฆษณาอย่างต่อเนื่อง แต่ บริษัท ก็ยังคงปกป้องต่อสาธารณะ ผู้ผลิตรถยนต์ไม่ได้ประกาศอะไรมากนักเนื่องจากเป็นการเปิดตัวนวัตกรรมใหม่ ๆ ในแฟชั่นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ด้วยเหตุนี้ บริษัท พร้อมกับซีอีโอของ Elon Musk อาจมีการคาดคะเนข่าวลือเกี่ยวกับเรื่องล่าสุดของ บริษัท ...