Ученые построили первый All-Carbon солнечный элемент

Ученые Стэнфордского университета создали первый солнечный элемент, сделанный полностью из углерода, перспективная альтернатива дорогим материалам, используемых в фотоэлектрических устройствах сегодня.

Результаты исследования опубликованы 31 октября интернет-издание журнала ACS Nano.

"Углерод имеет потенциал, обеспечивающий высокую производительность при низкой стоимости", сказал главный автор исследования Zhenan Bao, профессор химической инженерии в Стэнфорде. "Насколько нам известно, это первая демонстрация рабочего солнечного элемента, который имеет все компоненты, сделанные из углерода. Данное исследование основывается на предыдущей работе, проделанной в нашей лаборатории».

В отличие от жестких кремниевых солнечных панелей, которые украшают многие крыши, тонк-пленочный прототип Стэнфорда изготовлен из углеродных материалов. "Возможно, в будущем мы сможем посмотреть на альтернативные рынки, где гибкие углеродные солнечных элементы наносят на поверхность здания, на окна или на машины для выработки электроэнергии," сказал Zhenan Bao.

"Обработка на основе кремния солнечных элементов требует много шагов", объяснил Michael Vosgueritchian, соавтор работы. "Все нашы устройства можут быть построены с использованием простых методов покрытия, которые не требуют дорогостоящих инструментов и машин".

Развитие высокоэффективных солнечных элементов с квантовыми вкраплениями

Исследования показывают, что недавно разработанные солнечные элементы могут вскоре превосходить традиционные фотогальванические технологии. Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) продемонстрировали первый солнечный элемент с внешней квантовой эффективностью (EQE) превышающей 100 процентов для фотонов с энергией солнечного спектра. (EQE это процент фотонов, которые будут преобразованы в электроны внутри устройства).

Исследователи представят свои выводы на AVS 59-ом Международном симпозиуме и выставке, который будет проходить 28 октября - 2 ноября, в городе Тампа, штат Флорида

В то время, как традиционные полупроводники производить только один электрон от каждого фотона, кристаллические материалы нанометровых размеров, таких как квантовые точки, позволяют обойти это ограничение и разрабатывать перспективные фотоэлектрические материалы. Повышение эффективности приходит из квантовой точки сбора энергии, которые иначе были бы потеряны в виде тепла в обычных полупроводниках. Сумма потерь тепла уменьшается и в результате того, что энергия направляется на создание большего электрического тока.

Используя силу процесса, который называется множественной генерации экситонов (MEG), исследователи смогли показать, что в среднем каждый синий фотон, который поглощается, может генерировать на 30 процентов больше тока, чем это позволяют сделать обычные технологии. MEG работает за счет эффективного расщепления и использования большей части энергии в более высоко-энергетичных фотонах. Исследователи продемонстрировали EQE значение в 114% для фотонов с энергией 3,5 эВ, доказывая возможность этой концепции в рабочем устройстве.

Иосиф Лютер, старший научный сотрудник Национальной лаборатории возобновляемой энергии, считает, что MEG технологии –  правильное направление развития. "С текущими солнечными технологиями элементы по-прежнему слишком дороги, чтобы полностью конкурировать с невозобновляемыми источниками энергии, эта технология использования MEG показывает, что направление в котором ученые и инженеры думают о преобразовании солнечных фотонов в электричество постоянно меняется", сказал Лютер. "С этой технологией есть шанс резко повысить эффективность модуль, который может привести к созданию панели солнечных батарей, что значительно дешевле, чем невозобновляемые источники энергии".

Прозрачные покрытия следующего поколения могли бы улучшить эффективность солнечных фотоэлектрических ячеек.

Эффективность фотоэлектрических элементов, возможно, скоро получит мощный импульс, благодаря следующему поколению прозрачных покрытий изготовленных из наноматериалов, способных сокращать количество света, отраженного от поверхности солнечного элемента.

Материалы, которые могут похвастаться "настраиваемым" коэффициентом рефракции, были разработаны в течение последних нескольких лет, и они показывают огромный потенциал для фотоэлектрических приложений. Профессор E. Fred Schubert факультета электрической, компьютерной и системной инженерии Rensselaer Polytechnic Institute, изучает способы использования этой вновь обретенной управляемости и представит свои выводы на предстоящем AVS 59-ом Международном симпозиуме и выставке, который будет проходить 28 октября - 2 ноября, в городе Тампа, штат Флорида

Коэффициентом рефракции – свойство материала, которое изменяет скорость света, и вычисляется как отношение скорости света в вакууме к скорости света через материал. Среди наиболее фундаментальных свойств оптических материалов, показатель преломления (коэффициентом рефракции) определяет важные оптические характеристики, такие как отражение Френеля, брэгговское отражений, преломление Снелла, дифракции и фазовой и групповой скорости света.

Высоко прозрачные солнечные элементы для окон, генерирующие электричество

Исследователи из University of California, Los Angeles (UCLA) разработали новые прозрачные солнечные ячейки, которые могут быть установлены в окна в домах и других зданиях. Они способны генерировать электричество в то же время позволяя людям видеть всё, что делается снаружи. Их исследование было опубликовано в журнале ACS Nano.

Команда UCLA описывает новый тип полимерных солнечных элементов (PSC), которые производят энергию главным образом за счет поглощения инфракрасного излучения, не видимого света, в результате чего клетки почти на 70% прозрачны для человеческого глаза. Они сделали устройство со светочувствительного пластика, который преобразует инфракрасное излучение в электрический ток.

"Эти результаты открывают возможность для солнечных элементов с прозрачного полимера стать дополнением для компонентов портативной электроники, умных окон и строительно-интегрированной солнечной энергетики и в других приложениях," сказал руководитель исследования Yang Yang, профессор естественных наук и техники UCLA, который также является директором Nano Renewable Energy Center в California NanoSystems Institute (CNSI).

ЗЕЛЕНЫЙ ТАРИФ

        Вобщем, тема не новая, но захотелось поделиться. Материал взят с сайта первоисточника, а именно с Закона Украины "Об электроэнергетике", без поправок и изменений, как есть. Без перевода, надо ж как-то оправдывать своё происхождение)).

"Зелений" тариф - спеціальний тариф, за яким закуповується електрична енергія, вироблена на об'єктах електроенергетики, що використовують альтернативні джерела енергії (крім доменного та коксівного газів, а з використанням гідроенергії - вироблена лише малими гідроелектростанціями).

Сприяння розвитку альтернативної енергетики як екологічно чистої і безпаливної підгалузі енергетики шляхом встановлення "зеленого" тарифу та оплати електростанціям, які виробляють електричну енергію з використанням альтернативних джерел енергії (крім доменного та коксівного газів, а з використанням гідроенергії - вироблену лише малими гідроелектростанціями), всієї виробленої ними електричної енергії в повному обсязі у грошовій формі, без застосування будь-яких видів заліків погашення заборгованості із розрахунків за електроенергію.

Оптовий ринок електричної енергії України зобов'язаний купувати за "зеленим" тарифом електричну енергію, вироблену на об'єктах електроенергетики, що використовують альтернативні джерела енергії (крім доменного та коксівного газів, а з використанням гідроенергії - вироблену лише малими гідроелектростанціями), і не продану за договірними цінами безпосередньо споживачам або енергопостачальним компаніям, які здійснюють господарську діяльність з постачання електричної енергії за регульованим тарифом.

Химики использовали нанопроволоки для запуска фотосинтез-подобного процесса

Использование энергии солнца вдохновило ученых и инженеров искать пути преобразования света в чистую энергию для отопления дома, топливных заводов и силовых устройств. В то время как большинство исследований фокусируются на производстве энергии, некоторые исследователи смотрят на потенциальное использование новых солнечных технологий в других областях.

Работа доцента кафедры химии Бостонского колледжа Dunwei Wang с кремниевыми нанопроводами и их связанными конструкциями, Nanonets, показала, что эти стабильные, крошечные структуры могут быть использованы в процессах по сбору энергии водород-генерирующего расщепления воды.

Объединившись со своим другом с Бостонского колледжа профессором химии Kian L. Tan, исследователи взяли цель на изучение нанопроводов в процессе фотосинтеза.

Их работа привела к созданию процесса, который напоминает фотосинтез. Используя кремниевые нанопроволоки для сбора световой энергии для мощных реакций, появилась возможность синтезировать основные соединения двух популярных обезболивающих, противовоспалительных препаратов, сообщают ученые в текущем издании Angewandte Chemie, журнал немецкого химического общества.

SOLAR POWER INSTALLERS

Приведу список наиболее популярных зарубежных и отечественных установщиков систем солнечной энергетики. Ссылок давать не буду, дабы не рекламировать данные фирмы.
NJ SolarPower - NJ Solar Power is a leading solar power firm that offers a complete line of turnkey solar system solutions for residential, commercial, and government clients. The company is a full-service solar power provider and partner throughout the life of the solar panels.
United Solar Associates - Our company is a family owned business. We specialize in residential and commercial solar photovoltaic and hybrid solar photovoltaic and solar thermal systems. Each of our projects are designed to minimize your investment while reducing your energy consumption. We guarantee your satisfaction!
Solar Edison - is committed to providing customers with the best value in renewable energy solutions that effectively meet their unique power requirements.
Second Generation Energy - is a Solar Integrator based in Massachusetts. We are owned and operated by a skilled team who are all passionate about the work we are doing. We believe that renewable energy combined with conservation measures will have the greatest impact on solving our energy problems.
Nexamp.Inc - As a leading solar independent power producer, Nexamp develops, builds, owns, and operates distributed and utility-scale solar projects. Nexamp delivers integrated solutions – from project development and financing through construction and asset management – to ensure that our clients and partners maximize the value of their solar energy investments.
Alteris Renewables - Real Goods was founded in 1978, and our 34 years in business is longer than the 25-year warranties offered on most solar power systems. Our expertise, professionalism and quality are unparalleled in the solar industry, and offer our customers the security to know we will be there when they need us.
United Renewable Energy - is one of the largest and fastest growing turn-key solar energy solution providers on the East Coast. We provide sales, financial assessments, design, financing and installation of commercial, industrial and utility scale solar power systems, and residential systems in select states.
The Solar Center - is one of the East Coast's largest and most experienced providers of solar electric and solar thermal systems.

The Entech Group, Inc. - is your single-source environmental solutions provider for all market sectors, whether it’s an underground oil tank removal in NJ or solar energy system design & installation.

groSolar - is quickly emerging as North America's leading solar PV engineering, procurement, and construction firm in the 1-30 MW commercial and utility solar market. groSolar also offers procurement and logistics services to dealers and solar contractors, by providing them with the industry's highest quality products at the best available costs.

Corbin Solar Solutions, LLC - The photovoltaic panel (or PV panel) is the system’s hotspot. Comprised of absorbent, silicone-based material, the panels—when struck by sunlight—generate electricity in the form of direct current (DC) voltage.

Brilliant Solar has experienced designers, installers and developers of photovoltaic systems for residential and commercial facilities. Brilliant Solar Paneling strives to build the highest performing solar PV systems with the highest return on investment (ROI) for our customers. Our basic goal is to reduce or eliminate our customer’s electric utility costs.

Standard Renewable Energy - has been providing services to help consumers gain energy independence since 2007. Headquartered in the Dallas, Texas area, SRE has provided countless numbers of homeowners and businesses alike with the information specific to their goals and the ability to make the identified improvements to achieve them.
Sun Star Energy, Inc was created to merge a passion for renewable energy resources with a strong resolve to provide outstanding customer service not often seen in service businesses today.
Аванте. Персонал нашей компании – это высококвалифицированные специалисты возобновляемых источников энергии, которые прошли профессиональные курсы («International Network for Sustainable Energy», «Renewable Energy Agency») и получили сертификаты специалистов. Высокий уровень наших специалистов позволяет выполнить любой заказ быстро и качественно.
ЭкоГруп - Солнечные батареи и другие гелиосистемы, которые предоставляет наша компания, отвечают за обеспечение электрической энергией дач, отопление загородных домов, жилых сооружений. Сотрудники нашего предприятия предлагают и осуществляют комплекс работ по эффективной эксплуатации солнечной энергии на больших промышленных объектах и в жилом строительстве.
Группа компаний “Sunlit” - это группа компаний и фирм-партнеров, объединенных целью предоставления рынку комплексных инжиниринговых услуг высокого качества – от отдельных решений до строительства заводов «под ключ».
Зеленая Энергия. We are a leading renewable energy company in Ukraine. We have a strong track record of successfully completing renewable projects for our customers on time on budget. Our customer base includes government institutions, business enterprises, and in some instances residential. We have operated on the Ukrainian renewable market since its very inception. We collaborate closely with local universities to allow us to stay on the top of the latest technical developments.
ЭНЕРГО-СТАР - осуществляет прямые поставки от производителей, предлагает полную консультационную поддержку по вопросам подбора и монтажа оборудования, выполняет наиболее сложные заказы и ведёт активную работу на рынке с 2000 года. За время работы ООО «Энерго-Стар» завоевала надёжную деловую репутацию и доказала, что способна решать любые задачи.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ, ИЗЛУЧАЮЩИЕ СВЕТ

Для получения максимального количества энергии, солнечные батареи изготавливают для поглощения, как можно большего количества света от Солнца. Теперь исследователи из Университета Калифорнии, Беркли, предложили и продемонстрировали противоречащую концепцию: солнечные батареи должны быть изготовлены как светодиоды, способные излучать свет, а также поглощать его.

Команда Беркли представит свои выводы на конференции по лазерам и электрооптике (CLEO: 2012), которая состоится 6-11 мая в Сан-Хосе, штат Калифорния.

AORA Solar запускает "Always-On" cолнечную электростанцию в Испании

AORA Solar запустила первую в Европе газотурбинную солнечную тепловую электростанция в Альмерии, Испания. Электростанций расположена на территории в пол-акра земли в Platforma Solar Almeria (PSA), крупнейший и самый эксклюзивный научный парк в мире, посвященный исключительно исследованиям и разработкам на основе солнечных энергетических систем.

Среди лиц, присутствовавших при запуске AORA, были представители испанских и израильских правительств, в том числе посол Израиля в Испании, Алон Бар и делегации бизнесменов из Испании, Мексики и США заинтересованных в приобретении Tulip системы AORA.

Основные моменты системы Tulip в Альмерии:

Новый инструмент для анализа материалов солнечных элементов

Чтобы получить кремний для солнечных элементов, сначала делают стержень кремния высокой степени очистки, а затем обрабатывают в несколько этапов с постепенным нагревом и охлаждением. Но, как долго нагревать (охлаждать) кремний, как быстро охлаждать (нагревать), сколько этапов нагревания-охлаждения необходимо – до сих пор для этого пользовались методом проб и ошибок, руководствуясь интуицией и опытом.

Теперь исследователи Массачусетского технологического института считают, что они нашли способ лучше.

Инструмент под названием "Impurities to Efficiency" (известный как I2E) позволяет компаниям или исследователям изучать альтернативные стратегии производства, подключить описание планируемых материалов и этапов обработки. Примерно через минуту моделирования I2E дает представление о том, с какой именно эффективностью полученная солнечная батарея будет преобразовывать солнечный свет в электричество.

Одним из важнейших факторов, определяющих эффективность солнечной ячейки, является размер и распределение частиц железа в кремнии. Несмотря на то, что кремний, который используется в солнечных элементах, был очищен до уровня 99,9999 %, оставшиеся крошечные вкрапления железа формируют препятствия, которые могут блокировать поток электронов.

Аспирант David Fenning, член команды Массачусетского технологического института, работающей над I2E, сравнивает влияние атомов железа на поток электронов в солнечных элементов с группой протестующих в городе. Если они собираются вместе на одном перекрестке, они могут блокировать движение в этой точке, но автомобиль все еще может найти обходные пути. "Но если есть один человек в середине каждого перекрестка, весь город может быть перекрыт", говорит он, хотя это то же самое количество людей.

Мировой рекорд Semprius в эффективности модулей

Semprius установил новый мировой рекорд эффективности для фотоэлектрических модулей, достигнув показателя 33,9% (активная область). Этот модуль был протестирован в помещении при стандартных тестовых условиях (850 Вт/м², 25C температуры ячейки, и спектр соответствуют AM1.5D) Институтом солнечной энергия Политехнического Университета в Мадриде (IES-UPM).

Этот результат эффективности, сертифицированный IES-UPM и подтвержденный измерениями на открытом воздухе в Институте концентрации фотоэлектрических систем (ISFOC) в Puertollano, Испания, значительно превышает предыдущий показатель 32,0%.

"Это важная веха для Semprius и всей индустрии PV", говорит Скотт Берроуз, вице-президент по технологиям Semprius. "Впервые мы смогли конвертировать более чем треть солнечной энергии в электроэнергию. Это демонстрирует, как концентрационный PV-модуль может использовать быстро растущую эффективность для продолжения снижения стоимости вырабатываемой солнечной электроэнергии".

Semprius предоставляет уникальный модуль HCPV, производство которого начинается с печати микро-перехода. Этот процесс позволяет компании производить наименьшие солнечные ячейки в мире – размером примерно с точку карандаша – для создания солнечных модулей с высокой степенью эффективности и производительности.

PV-станция 200 МВт подключена к сети

29 октября 2011 года была подключена к сети для ввода в эксплуатацию и испытания работы фотоэлектрическая станция Golmud компании Huanghe Hydropower на 200 МВт, которая имела самые крупные инвестиции в мире. Завершение этой станции будет эффективно оптимизировать мощность, уменьшать давление на окружающую среду и способствовать устойчивому развитию местной экономики.

Завершение фотоэлектрической станции Golmud 200 МВт является важной вехой в PV-развитии компании Huanghe в провинции Qinghai. После завершения проект будет производить ежегодно в среднем 317 ГВт электроэнергии, а также сэкономит 120 000 тонн обычного топлива, уменьшит 6000 тонн выбросов CO₂, около 2760 тонн выбросов SO₂ и 175 тонн выбросов пыли по сравнению с тепловой энергией.

ТОНКАЯ НАСТРОЙКА СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Три инженера с университета в Буффало надеются значительно увеличить количество солнечного света, который солнечные элементы преобразуют в электричество.

Вместе с военными коллегами исследователи Университета Буффало показали, что вложение заряженных квантовых точек в фотоэлектрические элементы может улучшить электрическую мощность, позволяя ячейкам «собирать» инфракрасный свет, а также увеличивает срок службы фотоэлектронов.

Исследования фигурировали в мае прошлого года в журнале Nano Letters. Состав исследовательской группы: Владимир Митин, Андрей Сергеев и Низами Вагидов – профессорско-преподавательский состав в области электротехники; Китт Рейнхардт с Управления Научных исследований ВВС и Джон Литтл и эксперт по передовым нанотехнологиям Кимберли Саблон научно-исследовательской лаборатории армии США.

Митин, Сергеев и Вагидов основали компанию OPtoElectronic Nanodevices LLC. (OPEN LLC.), чтобы принести инновации на рынок.

НОВЫЙ РЕКОРД ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОНКОПЛЁНОЧНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ

Солнечные проекты начали набирать популярность в течение последних десяти лет. Черный кремний, 3D-панели и солнечная краска – это только некоторые из новшеств, созданные, чтобы помочь людям и компаниям уменьшить использование ископаемого топлива и улучшить экологическую обстановку в мире.

Несмотря на их удивительные особенности, большинство из этих революционных технологий еще далеко не достаточно эффективны, чтобы изменить ситуацию.

Однако даже в этом контексте, First Solar, один из самых престижных компаний, работающих в секторе возобновляемых источников, недавно объявила о новом рекорде эффективности их тонкопленочных PV-панелей, сделанных из теллурида кадмия.

Для всей поверхности панели команде экспертов удалось получить показатель эффективности преобразования 14,4%, показывая заметный прогресс роста с 13,4%, зарегистрированного в прошлом году.

Рад Вас приветствовать на страницах моего ресурса. Здесь Вы сможете найти интересующую Вас информацию по солнечным элементам, панелям и батареям, узнаете, в чем разница между этими понятиями, какие бывают виды солнечных элементов, какие технологии используются сейчас в производстве, а какие испытываются в лабораториях и исследовательских центрах.

Также, Вы сможете узнать об истории развития солнечной энергетики, истории изучения фотоэффекта, принципе действия фотоэффекта. На этой странице будут размещаться последние новости в области солнечных элементов, рекорды эффективности преобразования света в электрическую энергию, а также крупнейшие события в мире солнечных технологий.

Для начала приведу таблицу уже имеющихся результатов работы исследовательских центров и лабораторий по показателю эффективности преобразования: