Was sind die Vorteile von Solarzellen?

Eine Solarzelle ist ein Gerät, das Lichtenergie (hauptsächlich Sonnenlicht) in elektrische Energie umwandelt. Nach dem Prinzip basiert der photovoltaische Effekt auf dem eingebauten elektrischen Feld des PN-Übergangs, so dass die photogenerierten Ladungsträger getrennt werden, um die beiden Seiten des Übergangs zu erreichen, um eine Photospannung zu erzeugen, und die Verbindung zum externen Stromkreis hergestellt wird Die Leistung der Solarzelle mit Leistungsabgabe und die Beleuchtungsstärke sind stärker. Je stärker die Ausgangsleistung.

Das Sonnensystem ist einfach zu installieren, leicht zu erweitern, leicht zu zerlegen usw. Es ist auch wirtschaftlich, Sonnenenergie zu nutzen, und es gibt keinen Energieverbrauch im Betriebsprozess. Darüber hinaus ist dieses System gegen mechanischen Verschleiß beständig und ein Sonnensystem benötigt zuverlässige Solarzellen, um Sonnenenergie aufzunehmen und zu speichern. Allgemeine Solarzellen haben folgende Vorteile:

1. Hohe Ladungsabsorptionskapazität

2. Lange Lebensdauer

3. Gute Aufladbarkeit

4. Keine Wartung erforderlich

Was sind die Vorteile? Umweltfreundlich, nur Sonnenlicht, grüne Energie verwenden und in abgelegenen Gebieten verwenden, ohne dass Kabel verlegt werden müssen, kann allein verwendet werden, flexible Verwendung, Dach, Dach kann verwendet werden.

Der Nachteil ist, dass die photoelektrische Umwandlungsrate sehr niedrig ist, eine große Fläche erfordert und die Kosten zu hoch sind.

Bei Perowskit-Solarzellen haben Wissenschaftler in jüngster Zeit herausgefunden, dass die Umwandlungseffizienz einer perowskitstrukturierten organischen Solarzelle bis zu 22,1% betragen kann, was der doppelten Umwandlungseffizienz von Solarzellen auf dem heutigen Markt entspricht und die Solarenergie erheblich reduzieren kann Zellen. Die kostenbezogenen Forschungsergebnisse werden in der neuesten Ausgabe von Nature veröffentlicht.

Obwohl das Forschungsteam keine hocheffizienten Solarzellen aus neuen Materialien nachgewiesen hat, ist diese Forschung eine starke Ergänzung zu vielen früheren Studien, die zeigen, dass ein Perowskit mit einer einzigartigen Kristallstruktur derzeit das Gesicht der Solarindustrie verändern dürfte Die gängigen Solarzellen auf dem Markt verwenden Silizium und Cadmiumtellurid als Materialien, und die derzeitige Umwandlungseffizienz hält seit mehr als 10 Jahren an. Der Perowskit wurde erst in nur 4 Jahren untersucht. In Anbetracht dessen sind selbst die Industriekonservativen sehr optimistisch in Bezug auf Perowskite.

Andrew Jam, Co-Direktor der Forschung und Co-Direktor des Zentrums für Energieinnovation an der Universität von Pennsylvania, sagte, dass Solarzellen aus neuen Perowskiten etwa die Hälfte des Sonnenlichts direkt in Elektrizität umwandeln können, doppelt so viel wie derzeit. Nur die Hälfte der Solarzellen kann dieselbe Leistung liefern, wodurch die Installationskosten erheblich gesenkt werden und die Gesamtkosten erheblich gesenkt werden.

Laut Eminem benötigen neue Materialien im Gegensatz zu herkömmlichen Solarzellenmaterialien kein elektrisches Feld, um Strom zu erzeugen. Dies reduziert die benötigte Materialmenge und erzeugt höhere Spannungen, die die Energieausbeute erhöhen. Darüber hinaus neue Materialien Es funktioniert auch gut für sichtbares Licht, was für Solarzellen von Bedeutung ist.

Forscher haben auch gezeigt, dass eine kleine Änderung neuer Materialien Sonnenlicht unterschiedlicher Wellenlängen effektiv in Elektrizität umwandeln kann. Wissenschaftler können damit Solarzellen mit unterschiedlichen Schichten erzeugen, wobei jede Schicht unterschiedliche Wellenlängen des Sonnenlichts absorbiert und so die Effizienz erheblich verbessert.

Einige Experten betonten jedoch, dass das Eminem-Team, obwohl diese Attribute sehr nützlich sind, noch einen langen Weg vor sich hat, um Perowskit-Solarzellen zur Verfügung zu stellen. Erstens ist der von solchen Solarzellen erzeugte Strom sehr gering.

Vor- und Nachteile von Perowskit-Solarzellen

In der kurzen Zeitspanne von sechs Jahren von 2009 bis 2015 stieg der Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung von Perowskit-Solarzellen von 3,8% auf 20,3%, was einer mehr als fünffachen Steigerung entspricht. Seine Effizienz ist so schnell fortgeschritten, dass es 2013 von der Zeitschrift Science zu einem der zehn besten wissenschaftlichen Durchbrüche gekürt wurde. Gegenwärtig ist die akademische Forschung an Perowskit-Solarzellen noch sehr aktiv, und die Aussichten für die Industrialisierung sind ebenfalls sehr vielversprechend, aber die Forschungsergebnisse praktischer Technologien müssen noch gebrochen werden.

Vor- und Nachteile von Perowskit-Solarzellen

Das ist weil:

Die Vorteile einer Perowskitbatterie:

Die Umwandlungseffizienz entwickelt sich schnell - von 3,8% auf 20,3% in 6 Jahren, und im November 2013 stellten amerikanische Wissenschaftler in den neuesten Untersuchungen fest, dass die Umwandlungseffizienz der neuen Calcium-Titan-Solarzelle bis zu 50% betragen kann ist die aktuelle Solarenergie auf dem Markt. Der Wirkungsgrad der Batterieumwandlung ist doppelt so hoch, was zeigt, dass er ein großes Entwicklungspotential hat. Der Batterieherstellungsprozess ist einfach - Flüssigphasenabscheidung, Dampfabscheidungsprozess, Flüssigphasen- / Gasphasen-Mischabscheidungsprozess werden häufig im Labor verwendet.

Die Kosten für die Batterieenergieerzeugung sind niedrig - und können sogar niedriger sein als für die thermische Stromerzeugung.

Potenzial für die Gebäudeintegration - Perowskit-Batterien sind Dünnschichtbatterien. Sie werden hauptsächlich auf Glas abgeschieden. Sie können auch unterschiedliche Transparenzgrade erzielen, indem sie die Dicke und das Material jeder Materialschicht steuern. Natürlich wird auch die Effizienz reduziert. Die Anwendung ist einen Versuch wert. Zum Beispiel konnte das Labor der Universität Oxford halbtransparente (graubraune) Batterien herstellen. Wenn die Solarzelle, die Beleuchtung und Stromerzeugung integriert, reibungslos entwickelt wird, wird erwartet, dass sie die Vorhangfassadendekoration von Hochhäusern und die farbige Glasfolie für Fahrzeuge ersetzt.

Vor- und Nachteile von Perowskit-Solarzellen

Nachteile der zweiten Perowskitbatterie:

Das Material ist giftig - das Perowskit-Batteriematerial enthält Blei, aber Blei ist in anderen Batterietypen einfach ein Hauch von Arsen, Gallium, Antimon und Cadmium. Die Northwestern University hat auch eine Perowskit-Solarzelle entwickelt, die Zinn anstelle von Blei verwendet. Die Umwandlungseffizienz dieser Batterie beträgt jedoch nur 6%, und das Material ist sehr instabil und befindet sich derzeit in der Anfangsphase der Forschung und Entwicklung.

Instabile Materialien - Blei in Perowskiten wird leicht oxidiert, um Jod zu verflüchtigen, und wird leicht zersetzt, wenn der Kristall nass ist. Wenn wir eine Perowskitbatterie zur Stromerzeugung verwenden, kann diese sich zersetzen und auf das Dach oder den Boden sickern.

Die Batterielebensdauer ist nicht lang - derzeit kann die langlebigste Perowskit-Solarzelle 1.000 Stunden erreichen, die von der Huazhong Universität für Wissenschaft und Technologie und der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne entwickelt wurde. Die herkömmliche kristalline Siliziumbatterie hält im Allgemeinen 25 Jahre und ist viel länger als die Perowskitbatterie.

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