🗊Презентация Солнечные батареи в космосе

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ В КОСМОСЕ ЗАДАЧА 2

Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.

Вещества и материалы используемые для генерации электричества в солнечных батареях. Арсени́д га́ллия (GaAs)

Кре́мний (Si)

От них требуется высокое поглощение света. Тогда они будут очень тонкие, тонкопленочные. Если они тонкие, значит расходуется гораздо меньше материала и, соответственно, снижается стоимость. От них требуется высокое поглощение света. Тогда они будут очень тонкие, тонкопленочные. Если они тонкие, значит расходуется гораздо меньше материала и, соответственно, снижается стоимость. Также эти материалы должны обладать полупроводниковыми свойствами, то есть проводить электричество. И еще одно требование, чтобы при падении света на этот материал в нем вырабатывались, свободные носители заряда, электроны и дырки, и чтобы их можно было оттуда вытащить с помощью соответствующих электродов.

Фуллерен может взаимодействовать : поли-N-метакрилоил-аминобензойная ки- слота Полиметилметакрилат Полистирол Поли-N-метакрилоил-орто- аминобензойная кислота Поли-н-феноксифенилмета- криламид Поли-N-винилпирролидон Поли-N-винилкапролактам

Исследования ученых

Нобелевский лауреат Алан Хигер (Alan Heeger) из центра полимеров и органических твёрдых частиц университета Калифорнии в Санта-Барбаре (Center for Polymers and Organic Solids — CPOS), Кванхи Ли (Kwanghee Lee) из корейского института науки и технологии в Гванджу (Gwangju Institute of Science and Technology) и их коллеги из CPOS создали так называемые тандемные полимерные солнечные батареи, поставившие рекорд по КПД для фотоэлектрических преобразователей на базе органических материалов. Нобелевский лауреат Алан Хигер (Alan Heeger) из центра полимеров и органических твёрдых частиц университета Калифорнии в Санта-Барбаре (Center for Polymers and Organic Solids — CPOS), Кванхи Ли (Kwanghee Lee) из корейского института науки и технологии в Гванджу (Gwangju Institute of Science and Technology) и их коллеги из CPOS создали так называемые тандемные полимерные солнечные батареи, поставившие рекорд по КПД для фотоэлектрических преобразователей на базе органических материалов. Авторы новой батареи соединили в одно целое две фотоэлектрические ячейки с различными поглотительными характеристиками, чтобы использовать более широкий диапазон спектра (один слой воспринимает более короткие, другой — более длинные волны). Батарея была изготовлена путём последовательного осаждения слоёв из раствора, содержащего полупроводники-полимеры и производные фуллеренов, сформировавшие гетероструктуры. Слой из прозрачной окиси титана (TiOx) разделяет (и скрепляет) переднюю и заднюю фотоячейки. Этот слой служит для транспорта электронов с первого слоя и также является прочной основой для второго фотоэлектрического слоя. «Результат такой солнечной батареи — КПД в 6,5% (при освещённости в 0,2 ватта на квадратный сантиметр), что выше, чем у имеющихся солнечных панелей, сделанных из органических материалов», — утверждает Хигер. И хотя лучшие солнечные батареи в мире уже достигли эффективности в 40,7%, полимерные/органические фотоэлектрические преобразователи представляют огромный интерес в силу своей дешевизны и простоты изготовления. Хигер и Ли говорят, что тандемные полимерные солнечные батареи большой площади могут изготавливаться с применением недорогих технологий печати и нанесения покрытий. Новые батареи стоят всего 10 центов за ватт выходной мощности,что в 20 раз дешевле, чем обычные батареи на базе кремния.

В Институте органической и физической химии им. А. Е.Арбузова КазНЦ РАН синтезировали 74 полимера нового класса, в состав которых входят фуллерены С60 и С70 и такие металлы, как осмий, палладий, родий и иридий. После изучения свойств этих соединений, из их числа были отобраны наиболее перспективные. На их основе изготовили тонкие пленки, и выявили четыре полимера, которые дают эффективность от 3,7 до 4%. Это сулит надежду, что продолжение исследований позволит детально разобраться в механизме генерации тока такими полимерами и затем осуществить целенаправленный синтез более эффективных фуллеренсодержащих полимеров для органических солнечных батарей. В Институте органической и физической химии им. А. Е.Арбузова КазНЦ РАН синтезировали 74 полимера нового класса, в состав которых входят фуллерены С60 и С70 и такие металлы, как осмий, палладий, родий и иридий. После изучения свойств этих соединений, из их числа были отобраны наиболее перспективные. На их основе изготовили тонкие пленки, и выявили четыре полимера, которые дают эффективность от 3,7 до 4%. Это сулит надежду, что продолжение исследований позволит детально разобраться в механизме генерации тока такими полимерами и затем осуществить целенаправленный синтез более эффективных фуллеренсодержащих полимеров для органических солнечных батарей.

Команда исследователей из Los Alamost National Laboratory и Brookhaven National Laboratory в последнее время занята совершенствованием этого типа материалов. Команда исследователей из Los Alamost National Laboratory и Brookhaven National Laboratory в последнее время занята совершенствованием этого типа материалов. Они создали материал в виде полупроводникового полимера с использованием специальных молекул, называемых фуллеренами. Полимерные цепочки в материале делают его прозрачным, при этом связывая вместе края шестиугольников, оставшихся свободно упакованными и относительно тонкими в центре. Плотно упакованные края поглощают свет и способствуют электропроводности. "Хотя такие соты из тонких пленок уже были сделаны ранее с использованием обычных полимеров, таких например, как полистирол, это первый материал такого типа, который сочетает в себе полупроводники и фуллерены для преобразования света. Это позволяет данному материалу эффективно генерировать заряды"