• 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

Uus meetod galliumarseniidist päikeseelementide valmistamiseks

21.05.2010 by Stiina Kristal 2 Comments

Uue, valgustundlike pooljuhtide valmistamiseks kasutatava ,,ülekande-printimise” meetodi abil oleks võimalik valmistada ka päikesepatareisid, pimedas nägemise kaameraid ning suurt hulka muid seadmeid ja seda kõike palju efektiivsemalt kui varem. Selline muutus võiks olla läbimurdeks päikeseenergia tööstuses.

Teadlased Illinoisi Ülikoolist töötasid välja uue ning odavama meetodi mikrokiipide valmistamiseks galliumarseniidist(GaAs), valgustundlik sulamist valmistatud pooljuht. Galliumarseniid on päikesevalguse muutmisel valguseks ränist ligikaudu kaks korda efektiivsem. Teoreetiliselt ulatub tema muundamisefektiivsus 40%-ni, mistõttu on teda kasutatud näiteks päikeseelementides kosmosesüstikutel.

Pildil galliumarseniidi päikesepatarei mõõtmetega 10 ruutmillimeetrit prinditult klaassubstraadile. Pilt: Nature, DOI:doi:10.1038/nature09054

Galliumarseniidi kasutamisel on suurimaks probleemiks selle hind ning fakt, et plaadikeste kasvatamiseks on vaja kindlaid eritingimusi. Kasutamiseks plaadikesed ‘viilutatakse’, kuid ainult pindmised osad kasutatakse ära, ülejäänu läheb põhimõtteliselt raisku. Nüüd on aga teadlased eesotsas materjaliteadlase John Rogersiga töötanud välja uue alternatiivse ning potentsiaalselt tulusama meetodi, mis hõlmab mitmete galliumarseniidi kihtide korraga kasvatamise alumiiniumarseniidi abil.

Kui üks kogus kihte on valmis, söövitavad teadlased keemiliselt alumiiniumarseniidi kihid ära, kasutades selleks vesinikfluoriidhapet, misjärel jäävad alles vaid galliumarseniidi kiled. Need kooritakse maha ning vajutatakse ränipõhise pehme kummist templiga teisele substraadile, näiteks klaasile, ränile või plastikule. Selle meetodi väljatöötamise ning täiustamisega on Rogersi töörühm töötanud juba pea kümme aastat.

Pildil on painduv kile galliumarseniid päikesepatareidega. Galliumarseniid ning muud sulamitepõhised pooljuhid on efektiivsemad kui tavaliselt kasutatav räni. Pilt: John Rogers

Nad on teada saanud, et vajutades templi kihtide kogumikule, siis selle kiirel eemaldamisel jääb külge vaid pealmine kiht. Seejärel tembeldatakse galliumarseniid substraadile ning eemaldatakse õrnalt tempel. Seejärel on võimalik valmistada substraadil olevaid seadmeid nagu fotoelemendid, pooljuht väljatransistoreid ning loogikalülitusi , samuti infrapunasageduste läheduses töötavaid pilditehnikaseadmeid. Protsessi tulemuseks on suur kogus kõrgekvaliteedilisi galliumarseniidi kilesid, mis jätab esialgse materjaliplaadi taaskasutuseks uute kilede kasvatamise jaoks.

Oma meetodi abil, mida kirjeldatakse ajakirjas Nature, valmistasid teadlased edukalt suure hulga pisikesi, ligi 500 mikromeetrise läbimõõduga päikeseelemente. Samuti valmistasid nad komponente mobiiltelefonidele ning infrapuna pilditehnikaseadmete jaoks.

Hunnik galliumarseniidist päikeseelemente toodetakse mitmekihilistena, misjärel kooritakse kihid üksteise järel maha. Pilt: John Rogers

Rogersi sõnul on galliumarseniidil tulevikus suur potentsiaal ning järgmisena kavatseb töörühm välja töötada kaubanduslikult elujõulisi päikeselemente, mis suudaksid toota elektrit hinnaga $1 vatti kohta(~12,5kr vatt).

Allikas

Teadusartikkel “GaAs photovoltaics and optoelectronics using releasable multilayer epitaxial assemblies”

Teised selle mõtteraja postitused

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

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Tulevikuenergia

Comments

  1. Küsimus says

    28.05.2010 at 2:52 pm

    “Pildil galliumarseniidi päikesepatarei mõõtmetega 10×10 ruutmillimeetrit …”

    Saaks aru kui on “10 ruutmillimeetrit” või “ruut suurusega 10 * 10 millimeetrit”.

  2. Stiina Kristal says

    28.05.2010 at 9:03 pm

    Tõsi ta on. Parandan ära.

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