Блог > ОРГАНІЧНІ СОНЯЧНІ ПАНЕЛІ — НОВА ТЕХНОЛОГІЯ

ОРГАНІЧНІ СОНЯЧНІ ПАНЕЛІ – НОВА ТЕХНОЛОГІЯ

органические солнечные панели
07
Липень

Органічні сонячні панелі (вони ж полімерні, пластикові) – це тип панелі, в якому використовується органічна електроніка. Їх виробництво почалося в 1992 році. При виготовленні застосовуються більш екологічно чисті органічні полімери – вуглець і пластик. Це відносно нова технологія, яка активно досліджується світовими вченими, інженерами і фізиками.

Близько 90% всіх фотоелектричних систем побудовані з панелями на основі кремнію, ефективність яких складає в середньому 18% – 22%. Ефективність – це міра того, скільки сонячного світла, що падає на панель, можна перетворити в електроенергію.

Органічні сонячні панелі – це нове покоління полімерних фотоелектричних елементів. У порівнянні з кристалічними технологіями, вони мають низьку продуктивність і більш високі витрати при виробництві. Над підвищенням їх ефективності працюють вчені та інженери у всьому світі. Вартість виробничого процесу в перспективі знизиться шляхом збільшення обсягів виробництва. На даний момент – це невелика галузь.

Зміст статті

Органічні сонячні батареї – переваги і область застосування

Органічні сонячні батареї в 2021 році являють собою накладені один на одного тонкі плівки з полімерних матеріалів з різними функціями.

Їх переваги:

  • легкі – вони більш ніж в 40 разів легше кремнієвого типу;
  • тонкі – їх товщина складає кілька міліметрів;
  • гнучкі;
  • прозорі;
  • мають відмінний коефіцієнт поглинання;
  • можна налаштувати на молекулярному рівні;
  • недорогі і економічно ефективні при виготовленні в виробничих масштабах;
  • завдають меншої шкоди навколишньому середовищу;
  • економія ресурсів при виробництві.

Основними недоліками є:

  • низька продуктивність – забезпечують близько ⅓ ККД кристалічного кремнію;
  • більш високі витрати на виробництво при невеликих обсягах;
  • невисока міцність в порівнянні з моно і полікристалічний елементами;
  • значна деградація: їх ефективність знижується під впливом навколишнього середовища.

Органічні фотоелектричні елементи можуть бути виготовлені зі сполук, розчинених в чорнилі, тому їх можна друкувати на тонких рулонах пластика. Основна відмінність від кристалічних елементів полягає в тому, що їх можна нанести у вигляді тонкої плівки на що-небудь і перетворювати світло в електроенергію де б ви не знаходилися. Органічні сонячні батареї можуть бути застосовані:

  • на дахах будинків, конструкції яких можуть не підходити для важких кристалічних панелей, які потребують фіксованих точок установки;
  • на дахах або в вікнах автомобілів, в одязі і навіть в окулярах, щоб заряджати телефон, поки ви в дорозі;
  • всередині шибок офісу або квартири, складної нерівній поверхні, гнучкої електроніки;
  • харчування мобільних додатків – спорядження для кемпінгу, зарядних пристроїв для телефонів.

Дослідницький проект BOOSTER – творець двох демонстраційних продуктів. Перший – це панель, наклеюється на тверду поверхню. Другий – пластикова панель, яку можна прикріпити до матеріалу.

солнечные батареи из органики

Сонячні панелі з органіки: дослідження і перспективи

Сонячні панелі з органіки роблять із вуглецю і пластика, що обіцяє дешевший метод виробництва електроенергії. Перспектива низьких виробничих витрат і підвищеної ефективності зацікавила вчених і зробила їх предметом дослідження в багатьох країнах світу. Розглянемо найбільш важливі з них.

Китайські дослідники Нанкайского університету зробили великий крок вперед у розробці нового покоління органічних фотоелектричних елементів. За рахунок тандемної структури вони змогли домогтися в 2015 році більше 10% ефективності, а в 2018 році був досягнутий новий рекорд – ККД 17,3%. При цьому автори говорять, що можливе підвищення до 25%.

Органічні матеріали мають слабо пов’язані молекули, які можуть уловлювати електрони і сповільнювати вироблення електрики. Дослідники спробували обійти це – вони об’єднали різні шари матеріалу в так званому підході тандемних комірок. Кожен із шарів може поглинати світло різних довжин хвиль – це означає, що сонячне світло використовується більш ефективно і збільшується генерація електрики.

У проекті QuESt фізик Фассіолі досліджує взаємодії органічних молекул зі світлом, щоб підвищити продуктивність органічних сонячних панелей. Вивчається поведінка молекул в певному гібридному стані – коли активуються і синхронізуються тисячі молекул, які порушуються і випускають електрон, що виробляє струм.

Сонячні батареї на бактеріях

Сонячні батареї на бактеріях – ще одна альтернатива традиційної неорганічної сонячної електроенергетики. Полягає вона в застосуванні генно-інженерної бактерії, яка використовує барвник для перетворення сонячного світла в електроенергію. Вчені з Британської Колумбії побудували біогенний сонячний елемент з живого організму – кишкової палички. Це не перша експериментальна біогенна сонячна батарея, але вона відрізняється більш високою ефективністю. Її переваги – вона добре працює як при тьмяному, так і при яскравому світлі.

Поки ця розробка не розглядається як конкуруюча з кристалічними сонячними елементами. Вона прагне зробити виробництво сонячних елементів для використання в умовах низької освітленості більш доступним.

За оцінками останніх досліджень, при терміні експлуатації 20 років і ефективності 15%, органічні сонячні батареї можуть виробляти електроенергію за ціною менше 7 центів за кВт * год.

Останні новини
ІНСОЛЯЦІЯ: ВПЛИВ НА ВИРОБНИЦТВО ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ СОНЯЧНИМИ ПАНЕЛЯМИ
20
Жовтень

ІНСОЛЯЦІЯ: ВПЛИВ НА ВИРОБНИЦТВО ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ СОНЯЧНИМИ ПАНЕЛЯМИ

Експерти та провідні світові агентства прогнозують в найближчі 15-20 років ріст ринку альтернативної енергетики. Електроенергія, вироблена з енергії сонця стає для споживачів все більш вигідною. А це, в свою чергу, збільшує попит на установку сонячних...

Детальніше
ГНУЧКІ СОНЯЧНІ ПАНЕЛІ: ОСОБЛИВОСТІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ
06
Жовтень

ГНУЧКІ СОНЯЧНІ ПАНЕЛІ: ОСОБЛИВОСТІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ

Гнучкі сонячні панелі – різновид панелей, які відносяться до типу «тонкоплівкові». Принцип їх роботи такий же як моно і полікристалічних пристроїв і заснований на фотоелектричному ефекті. Є відмінним мобільним варіантом для забезпечення чистою відновлюваною енергією,...

Детальніше
ЯК ПРАЦЮЮТЬ СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ ВЗИМКУ
29
Вересень

ЯК ПРАЦЮЮТЬ СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ ВЗИМКУ

Сонячні батареї взимку продовжують виробляти електроенергію. Але з очевидних причин їх продуктивність буває нижче, ніж в розпал літа – дні коротше, а сніг на їх поверхні може тимчасово знизити вироблення. Насправді, відсоток втрат від загального...

Детальніше
ОПАЛЕННЯ ПРИВАТНОГО БУДИНКУ СОНЯЧНИМИ БАТАРЕЯМИ
24
Вересень

ОПАЛЕННЯ ПРИВАТНОГО БУДИНКУ СОНЯЧНИМИ БАТАРЕЯМИ

Сонячні батареї для опалення схожі на сонячні елементи, які прямо перетворюють випромінювання сонця в електроенергію. Однак замість виробництва електрики, вони використовують сонячну енергію для нагріву рідкого або газоподібного теплоносія для обігріву будинків. Якщо потреби в...

Детальніше
СКІЛЬКИ ПОТРІБНО СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ ДЛЯ ДОМУ
21
Вересень

СКІЛЬКИ ПОТРІБНО СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ ДЛЯ ДОМУ

Сонячна енергетика займає надійні позиції в загальному виробленні електроенергії України. У 2020 році було встановлено СЕС сумарною потужністю 6320 МВт, що на 1395 МВт перевищило попередній рік. Частка електрики, виробленої з енергії сонця, в загальній...

Детальніше
ОКУПНІСТЬ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ І СОНЯЧНИХ СТАНЦІЙ
17
Вересень

ОКУПНІСТЬ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ І СОНЯЧНИХ СТАНЦІЙ

На земну поверхню потрапляє величезна кількість сонячної енергії. Сонце постачає 99,98% всієї енергії Землі, 0,02% – геотермальна. Річний сумарний потік енергії сонця на території України становить від 1187 до 1405 кВт/кв.м.*год. Всі області України придатні...

Детальніше
ВИРОБНИЦТВО СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ
15
Вересень

ВИРОБНИЦТВО СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ

В останні роки технології використання енергії сонця значно просунулися вперед у всьому світі у зв’язку з необхідністю екологічності, захисту нашої планети, використання поновлюваних джерел енергії. Фотоелектричні установки отримали неймовірну популярність на приватному ринку житлових будинків...

Детальніше
СКІЛЬКИ ЕНЕРГІЇ ВИРОБЛЯЄ СОНЯЧНА БАТАРЕЯ В ДЕНЬ
10
Вересень

СКІЛЬКИ ЕНЕРГІЇ ВИРОБЛЯЄ СОНЯЧНА БАТАРЕЯ В ДЕНЬ

У сонячних електростанціях застосовуються фотоелектричні технології, що дозволяють отримувати електрику з енергії сонця. Всі фотоелектричні системи індивідуальні і важко сказати точно, скільки електроенергії буде виробляти саме ваша. У цій статті ми детально розберемося, як розрахувати...

Детальніше