• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Ränist nanoauk-päikeseelemendid

9.05.2010 by Stiina Kristal Leave a Comment

Taastuvate energiaallikate kasvava nõudluse tõttu on fotogalvaanilised päikeseelemendid viimase kümnendi jooksul suure arengu läbi teinud. Alates 2002. aastast on fotogalvaaniliste seadmete tootmine terves maailmas iga kahe aasta järel kahekordistunud, mitõttu on see maailmas kiireimini kasvav energiatehnoloogia. Siiski on fotogalvaaniliste seadmete energiamuundamise efektiivsus liiga madal, et konkureerida hinnalt fossiilkütustega, mistõttu pole seda laialdaselt edasiarendatud.

Soovides seda muuta töötasid teadlased hiljuti välja uudse ränist päikeseelemendi, millel on unikaalne nanoaukudest struktuur, aukude diameetriks on kõigest 500-600 nanomeetrit. Saades energiamuundamise efektiivsuseks 9,5 protsenti, on uuel disainil kordades suurem võimsus võrreldes teiste fotogalvaaniliste ränist elementidega, näiteks nanojuhtmete, nanotorude või teiste optiliselt aktiivsete nanostruktuuridega päikeseelementidega. Neist parimate efektiivsus on kõigest veidi üle viie protsendi.

Nendel skaneeriva elektronmikroskiibiga tehtud piltidel on näha räni nanoauke erinevates suurustes ning (d) ristlõikelist vaadet. Pilt: Peng, et al ©2010 American Chemical Society

Uurimuse läbi viinud teadlased Kui-Qing Peng Pekingi Normal’i Ülikoolist, Shuit-Tong Lee Hong Kongi Linnaülikoolist ning nende kolleegid avaldasid oma tulemused viimases Journal of the American Chemical Society väljaandes. Eksperimentides kasutasid nad räniplaatidesse nanoaukude tekitamisel kombinatsiooni ultraviolett-litograafiast ning metall-katalüüsitud mitteelektrilisest räni söövitamisest.

Teadlaste seletuste kohaselt seisneb nanoaukudega päikeseelementide efektiivsuse suurendamise võti faktis, et nanoaukude kihid neelavad valgust paremini kui nanojuhtmed. Vertikaalselt paiknevad p-n siirded võimaldavad voolul läbida ühenduste vahel vaid lühikesi vahemaid, mis annabki efektiivse voolu. Lisaks on nanoaukudega päikeseelemendid võrreldes tavapäraste päikeseelementide struktuuridega mehaaniliselt ülitugevad. Haprusega seotud probleemid on fotogalvaaniliste rakenduste jaoks minevikus suurteks tagasilöökideks osutunud.

,,Nanoaukudega päikeseelementidel on võrreldes haprate nanojuhtmetest elementidega tugevam struktuur, suurem valguse neeldumisvõime ning suuremat voolukandjate hulka koguvad p-n siirded,” selgitas Lee.

Kokkuvõttes demonstreerivad uurimustöö tulemused nanoauk-struktuuri potentsiaali suure efektiivsusega ning tulusate fotogalvaaniliste päikeseenergia muundamise rakenduste seas. Teadlastel on plaanis efektiivsust veel mitmel viisil suurendada, näiteks parandada seadmete valguskiirte püüdmise võimet, muuta pinda passiivsemaks, et vähendada pinnamuutuste teket ning võtta kasutusele paremad elektrilised kontaktid.

Suure optilise neeldumusega ning suuremat hulka voolukandjaid koguvate nanoauk-struktuuridega päikeseelemente on võimalik toota kasutades väiksemas koguses ränimaterjale ning madalama kvaliteediga räni. Sellised eelised viivad efektiivsemate ning odavamate päikesepatareideni, pakkudes konkurentsi nii efektiivsuselt tavapärastele silikonplaatidest elementidele kui ka hinnalt fossiilkütustest saadavale energiale.

Allikas

Teadusartikkel “High-Performance Silicon Nanohole Solar Cells.”

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Kas termotuumareaktori saladused peituvad Päikese tsüklonites?
  2. Uus meetod õhemate päikesepaneelide valmistamiseks
  3. Uus nanostruktuur pikendab patareide eluiga
  4. Saksa teadlased valmistasid väikese metallstruktuuri integreeritava termoelektrilise generaatori
  5. Volditav päikesepaneel
  6. Uus viis päikesepaneelide efektiivsuse parandamiseks
  7. Makani lendavad tuuleveskid võitsid ‘Läbimurde auhinna’
  8. Uus tehnoloogia annab valgusele ,,amneesia”
  9. ,,Ühes-potis” süntees – lihtsam ja kiirem tee efektiivsete päikeseelementideni
  10. GE kombineerib maagaasi, tuule- ja päikeseenergia

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Tulevikuenergia

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in