سيكون من الممكن قريباً إنتاج خلايا شمسية بتكلفة أقل باستخدام حبر جزيئات النانو الذي يسمح بطباعتها مثل الصحف، أو تغطية الجدران الخارجية أو الأسطح بها لامتصاص الإشعاع الشمسي وتحويله إلى كهرباء.
الدكتور. موشيه نحماني
وسيكون من الممكن قريباً إنتاج خلايا شمسية بتكلفة أقل باستخدام حبر الجسيمات النانوية الذي يسمح بطباعتها مثل الصحف، أو تغطية الجدران الخارجية أو الأسطح بها لامتصاص الإشعاع الشمسي وتحويله إلى كهرباء.
ويتوقع بريان كورجيل، المهندس الكيميائي في جامعة تكساس في أوستن، أن يبلغ سعر الخلايا الجديدة حوالي عُشر سعرها الحالي فقط بعد استبدال عملية الإنتاج المعتادة للخلايا الشمسية – الترسيب الغازي في خلية فارغة والتي تتطلب درجات حرارة عالية ومكلفة نسبياً.
وقال الباحث "هذا هو المطلوب لجعل الخلايا الشمسية وتقنيات الخلايا الكهروضوئية المماثلة أكثر شيوعا". "تعد الشمس مصدرًا غير محدود تقريبًا للطاقة، لكن تقنيات الاستفادة من هذه الطاقة الشمسية محدودة ومكلفة، وبالتالي لا يمكنها المنافسة مقارنة بالوقود المشتق من النفط."
وعلى مدى العامين الماضيين، عمل العالم وفريقه البحثي معًا على تطوير عملية تصنيع رخيصة لهذه الخلايا تعتمد على المواد النانوية. ونشرت النتائج الأولية لهذه الدراسة في المجلة العلمية Journal of the American Chemical Society.
يمكن طباعة الحبر باستخدام لفات الطباعة على ركيزة بلاستيكية أو على الفولاذ المقاوم للصدأ. والقدرة على طلاء جدران المباني والأسطح بهذا الحبر أمر عملي للغاية. يوضح الباحث: "سيتعين عليك طلاء طبقة واحدة من المادة الممتصة للشمس وعدة طبقات أخرى بالإضافة إلى ذلك". "هذه خطوة واحدة في اتجاه الخلايا الشمسية المصبوغة."
ويستخدم الباحثون مواد نانوية ممتصة لأشعة الشمس يقل سمكها بعشرة آلاف مرة عن سمك شعرة الإنسان الواحدة، ويتيح هذا الحجم المجهري الحصول على خصائص فيزيائية تساعد في زيادة كفاءة الأجهزة من هذا النوع.
وفي عام 2002، أسس الباحث شركة في كاليفورنيا تسمى Innovalight تنتج أنواعًا من الحبر يستخدم فيها زوران كقاعدة. الآن، يستخدم الباحثون مادة النحاس والإنديوم والجاليوم وسيلينيد (CIGS)، وهي أرخص وأكثر صداقة للبيئة. ويشير الباحث إلى أن "هذه المادة لها العديد من المزايا المحتملة بالنسبة للقالب". "هذا شبه موصل به فجوة نطاق مباشرة، مما يعني أن هناك حاجة إلى كمية أقل من المواد لإنشاء الخلية الشمسية - وهي ميزة اقتصادية كبيرة للغاية." وطور الفريق البحثي نموذجا أوليا لهذا النوع من الخلايا الشمسية تبلغ كفاءته XNUMX بالمئة؛ ومع ذلك، يتعين عليها أن تتمتع بكفاءة تبلغ عشرة بالمائة لتكون بدائل تنافسية للطرق الموجودة اليوم. وإذا تحقق هذا الهدف، فسيكون من الممكن رؤية المنتج النهائي في السوق خلال خمس سنوات". ويضيف الباحثون أن الحبر شبه الشفاف يمكن استخدامه أيضًا في النوافذ ثنائية الغرض التي توفر خصائص الخلايا الشمسية.
تعليقات 8
يقولون إن القائد هو الذي يرى إلى أين يتجه القطيع ويصرخ ورائي (قبل الأوان). راي كورزويل مثل….
لن تحل الطاقة الشمسية محل الطاقة الأحفورية بهذه السرعة، ليس خلال العشرين عامًا القادمة، ولا بنسبة 20٪.
لا تزال تقنيات الطاقة النظيفة في مهدها، وتتميز بكفاءة منخفضة مقارنة بالطاقة الأحفورية (الطاقة الشمسية بشكل رئيسي) - كفاءة 1%، ناهيك عن أن الجمعية البريطانية للعلوم تتحدث عن رفع الغبار إلى الغلاف الجوي من خلال الثورات البركانية التلقائية. ثورانات لحجب جزء كبير من أشعة الشمس (لأغراض تبريد الأرض) مما سيزيد من تقليل فائدة الخلايا إذا حدث ذلك...
شكرا لك عامي وإيال
إحدى الحجج الرئيسية لراي كورزويل (في كتابه، وفي محاضراته) هي أن الطاقة الشمسية ستوفر خلال العشرين عامًا القادمة 20% (وأكثر بكثير) من احتياجات البشرية من الطاقة، وذلك بفضل استخدام الأساليب المعتمدة على تكنولوجيا النانو، وهي سيكون أيضًا ميسور التكلفة من حيث التكلفة/الفائدة على استخدام النفط أو الغاز الطبيعي -
http://www.tapuz.co.il/blog/ViewEntry.asp?EntryId=1065939
سؤال حول جامعي المطبوعة،
وكيف يمكن ربطهم بشبكة الكهرباء؟ لا أعتقد ذلك عبر الكابلات، ولكن ما هو الطريق؟
تشين تي,
على العكس تماما. تمتص هذه الأسطح طاقة الشمس عن طريق تحويلها إلى طاقة كهربائية. سقف منزلك، إذا لم يكن مغطى بمثل هذه المجمعات، فهو ببساطة لا يحول طاقة الشمس إلى طاقة كهربائية، ولكنه يعيد جزءًا منها إلى الغلاف الجوي، والذي بدوره، من خلال ظاهرة الاحتباس الحراري، يعيدها مرة أخرى إلى الأرض (مرة أخرى جزئيا)، والسقف يحول الباقي إلى طاقة حرارية.
سيتمكن المزارع من تغطية منطقته بسطح يمتص ضوء الشمس من موجات ضوئية معينة ويسمح بمرور موجات أخرى (مرشحات، باللغة العبرية الفصحى) وسيتمكن من زراعة نباتاته تحت المجمعات.
فيما يتعلق بالاحتباس الحراري: الوضع اليوم هو أن كل الشمس التي تصل إلى الأرض ولا تعود إلى الفضاء (البياض) تتحول هنا إما إلى حرارة فوراً أو إلى منتجات استهلاكية تتحول في النهاية إلى حرارة. يبدو لي أنه لا يوجد خوف من ارتفاع درجة الحرارة. وإذا كان هناك شيء، فهو العكس، لأن معدل نمو الغازات الدفيئة من المصادر الأحفورية سينخفض
تخيل أن كل بيت في البلد مطلي بهذا اللون ويقال أن 10 بالمائة من الكهرباء التي يستقبلها من الشمس يشغل المصعد ومكيف الهواء في غرفة الاستقبال، وتمول شركة الصيانة عن طريق بيعها لشركة كهرباء. .
فكر في موقف يقوم فيه المزارع الذي لم ينجح في محاصيله بتغطية منطقته بمثل هؤلاء المجمعين للطاقة ويكسب عيشه من بيع الكهرباء لشركة الكهرباء لمدة 9 أشهر في السنة. بالطبع، يمكنه أيضًا تغطية الجزء العلوي بأكمله من الدفيئة بنفس المجمعات.
خطوة أخرى على الطريق إلى الملابس المطبوعة التي تمتص الطاقة وتشحن جهاز كمبيوتر على قطعة ملابس وهاتف محمول. ولكن، إذا أصبحت مثل هذه المنتجات شائعة مثل الجينز، على سبيل المثال، وتمتص نسبًا متزايدة من طاقة الشمس، ألن يؤدي ذلك إلى زيادة ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي بنسبة أكبر من الغازات المنتجة عندما نستخدم الكهرباء الغبية (المعتمدة على الفحم، غاز)؟