{"id":35169,"date":"2013-10-23T16:28:24","date_gmt":"2013-10-23T13:28:24","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=35169"},"modified":"2013-10-23T16:29:41","modified_gmt":"2013-10-23T13:29:41","slug":"keraamika-ja-termofotogalvaaniku-kombinatsioon-on-kasulik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=35169","title":{"rendered":"Keraamika ja termofotogalvaaniku kombinatsioon on kasulik"},"content":{"rendered":"<p><strong>Termofotogalvaanikute (<em>thermophotovoltaic, TPV<\/em>) idee on elanud enam kui 50 aastat. \u00dche r\u00e4nisiirdega fotoraku teoreetiline efektiivsuse maksimumpiir on 37,7 %, selle m\u00e4\u00e4rab Sockley-Queisseri piir (loe <a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Shockley%E2%80%93Queisser_limit\">siit<\/a>). Mitmik-r\u00e4nisiirde maksimaalne efektiivsus on 87 %. Ent need numbrid on antud ideaaltingimuste jaoks. Termofotogalvaanilise p\u00e4iksepaneeli efektiivsus oleks ka keskmise ilma korral \u00fcle 80 %.<\/strong><\/p>\n<p>Hoolimata teooriast pole laborites termofotogalvaanikute efektiivsus eriti \u00fcle 8% k\u00fc\u00fcndinud. P\u00f5hiprobleemiks on soojuskiirguri, termofotogalvaanilise elemendi \u00fche p\u00f5hikonponendi kesine temperatuuritaluvus. Senini pole leitud piisavalt vastupidavat materjali.<\/p>\n<p>Stanfordi \u00dclikooli, Illinoisi Urbana Champaign \u00dclikooli ning P\u00f5hja-Carolina osariigi \u00dclikooli t\u00f6\u00f6r\u00fchm avastas, et soojuskiirgurites kasutatava volframelemendi vastupidavust t\u00f5hustab selle katmine keraamikute materjaliklassi kuuluva hafniumoksiidiga. Teadlaste t\u00f6\u00f6 avaldati mainekas ajakirjas <em>Nature Communications<\/em>.<\/p>\n<div id=\"attachment_35170\" style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignleft\"><a href=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/lagunemine.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-35170\" class=\"size-full wp-image-35170\" title=\"lagunemine\" src=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/lagunemine.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"236\" srcset=\"https:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/lagunemine.jpg 300w, https:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/lagunemine-250x196.jpg 250w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-35170\" class=\"wp-caption-text\">Hafniumoksiidiga kaetud volframstruktuuri lagunemine kestva k\u00f5rge temperatuuri t\u00f5ttu.<\/p><\/div>\n<p>T\u00f6\u00f6s selgus, et nanomeetri t\u00e4psusega kasvatatud kihilise hafniumoksiidiga kaetud volfram on stabiilne kuni 1400 <sup>0<\/sup>C kraadini. M\u00f6\u00f6dunud protot\u00fc\u00fcpseadmed lagunesid temperatuuril 1200 <sup>0<\/sup>C.<\/p>\n<p>\u201eTegemist on, nagu numbritestki n\u00e4ha, olulise parendusega nii soojuskiirguri mehaanilisele stabiilsusele kui termofotogalvaanikute teadusele laiemalt,\u201c selgitas pressiteates Stanfordi \u00dclikooli rakendusliku elektriteaduse professor Shanhui Fan.<\/p>\n<p>Klassikalise fotogalvaaniku ning termofotogalvaaniku p\u00f5hiline erinevus on soojuskiirguse allikas. Esimesel juhul on kiirguse allikas P\u00e4ike.<\/p>\n<p>\u00d5nnetuseks on klassikaline fotogalvaanik vastuv\u00f5tlik suuresti vaid infrapunasele kiirgusele. \u00dclej\u00e4\u00e4nud osa P\u00e4ikese kiirgusspektrist l\u00e4heb soojuskao teed. Termofotogalvaaniku soojuskiirgur on p\u00e4ikese ning fotogalvaanilise dioodi vaheetapp. See muudab k\u00f5rgema energiaga P\u00e4ikese kiirguse infrapunakiirguseks, mida fotogalvaaniline diood edasi elektriks muundab.<\/p>\n<p>\u201eOtse \u00f6eldes muundame kiirguse dioodile sobivaks,\u201c seletas Fan pressiteates.<\/p>\n<p>Uus, keraamikuga kaetud soojuskiirgur on eelk\u00e4ijatest k\u00fcll stabiilsem, ent stabiilsus ei kesta rakenduslikus m\u00f5ttes piisavalt kaua.<\/p>\n<p>Temperatuuril 1000 <sup>0<\/sup>C t\u00f6\u00f6tas kiirgur soovitud viisil \u00fcle 12 tunni. 1400 <sup>0<\/sup>C temperatuuril katkes t\u00f6\u00f6 ligikaudu tunni aja m\u00f6\u00f6dudes.<\/p>\n<p>Olgugi, et 1 v\u00f5i 12 tundi t\u00f6\u00f6tav p\u00e4ikesepaneel pole kuigi paslik, on need numbrid aparaadi arengus olulised n\u00e4itajad. Paljud eksperdid arvasid, et eelmainitud temperatuuril\u00e4vendite saavutamine on sootuks v\u00f5imatu.<\/p>\n<p>\u201eNagu \u00f6eldakse, r\u00e4\u00e4givad tulemused selget keelt.N\u00e4itasime esimestena, et keraamikud parendavad soojuskiirgurite vastupidavust. Avastusest saavad kasu ka teised uurimissuunad, n\u00e4iteks k\u00f5rgtemperatuurne katal\u00fc\u00fcs ja elektrokeemiline energiatalletus,\u201c p\u00f5hjendas artikli esiautor Kevin Arpin.<\/p>\n<p>Allikas: <a href=\" http:\/\/spectrum.ieee.org\/nanoclast\/semiconductors\/nanotechnology\/nanostructured-ceramic-coatings-enable-the-potential-of-thermophotovoltaics\">Spectrum.ieee.org<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Termofotogalvaanikute (thermophotovoltaic, TPV) idee on elanud enam kui 50 aastat. \u00dche r\u00e4nisiirdega fotoraku teoreetiline efektiivsuse maksimumpiir on 37,7 %, selle m\u00e4\u00e4rab Sockley-Queisseri piir (loe siit). Mitmik-r\u00e4nisiirde maksimaalne efektiivsus on 87 %. Ent need numbrid on antud ideaaltingimuste jaoks. Termofotogalvaanilise p\u00e4iksepaneeli efektiivsus oleks ka keskmise ilma korral \u00fcle 80 %. Hoolimata teooriast pole laborites termofotogalvaanikute efektiivsus [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":35170,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[110],"class_list":{"0":"post-35169","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-materjal","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35169","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=35169"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35169\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/35170"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=35169"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=35169"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=35169"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}