×
Блог > ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ — НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ — НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

органические солнечные панели
07
July

Органические солнечные панели (они же полимерные, пластиковые) — это тип панели, в котором используется органическая электроника. Производство их началось в 1992 году. При изготовлении применяются более экологически чистые проводящие органические полимеры — углерод и пластик. Это относительно новая технология, которая активно исследуется мировыми учеными, инженерами и физиками.

Около 90% всех фотоэлектрических систем построены с панелями на основе кремния, эффективность которых составляет в среднем 18% – 22%. Эффективность — это мера того, сколько солнечного света, падающего на панель, можно превратить в электроэнергию.

Органические солнечные панели — это новое поколение полимерных фотоэлектрических элементов. По сравнению с кристаллическими технологиями, они имеют низкую продуктивность и более высокие затраты при производстве. Над повышением их эффективности работают ученые и инженеры во всем мире. Стоимость производственного процесса в перспективе снизится путем увеличения объемов производства. На данный момент — это небольшая отрасль.

Содержание статьи

Органические солнечные батареи — преимущества и область применения

Органические солнечные батареи в 2021 году представляют собой наложенные друг на друга тонкие пленки из полимерных материалов с различными функциями.

Их преимущества:

  • легкие — они более чем в 40 раз легче кремниевого типа;
  • тонкие — их толщина составляет несколько миллиметров;
  • гибкие; 
  • прозрачные;
  • имеют отличный коэффициент поглощения;
  • можно настроить на молекулярном уровне;
  • недорогие и экономически эффективны при изготовлении в производственных масштабах;
  • наносят меньший вред окружающей среде;
  • экономия ресурсов при производстве.

Основными недостатками являются:

  • низкая продуктивность — обеспечивают около ⅓ КПД кристаллического кремния;
  • более высокие затраты на производство при небольших объемах; 
  • невысокая прочность по сравнению с моно и поликристаллическими элементами;
  • значительная деградация: их эффективность снижается под воздействием окружающей среды.

Органические фотоэлектрические элементы могут быть изготовлены из соединений, растворенных в чернилах, поэтому их можно печатать на тонких рулонах пластика. Основное отличие от кристаллических элементов заключается в том, что их можно нанести в виде тонкой пленки на что-либо и превращать свет в электроэнергию где бы вы ни находились. Органические солнечные батареи могут быть применены:

  • на крышах домов, конструкции которых могут не подходить для тяжелых кристаллических панелей, требующих фиксированных точек установки; 
  • на крышах или в окнах автомобилей, в одежде и даже в очках, чтобы заряжать телефон, пока вы в пути;
  • внутри оконных стекол офиса или квартиры, сложной неровной поверхности, гибкой электронике;
  • питание мобильных приложений — снаряжения для кемпинга, зарядных устройств для телефонов.

Исследовательский проект BOOSTER — создатель двух демонстрационных продуктов.  Первый — это панель, наклеиваемая на твердую поверхность. Второй — пластиковая панель, которую можно прикрепить к материалу. 

солнечные батареи из органики

Солнечные панели из органики: исследования и перспективы

Солнечные панели из органики производят из углерода и пластика, что обещает более дешевый метод производства электроэнергии. Перспектива низких производственных затрат и повышенной эффективности заинтересовала ученых и сделала их предметом исследования во многих странах мира. Рассмотрим наиболее важные из них.

Китайские исследователи Нанкайского университета сделали крупный шаг вперед в разработке нового поколения органических фотоэлектрических элементов. За счет тандемной структуры они смогли добиться в 2015 году более 10% эффективности, а в 2018 году был достигнут новый рекорд — КПД 17,3%. При этом авторы говорят, что возможно повышение до 25%. 

Органические материалы имеют слабосвязанные молекулы, которые могут улавливать электроны и замедлять выработку электричества. Исследователи попытались обойти это — они объединили разные слои материала в так называемом подходе тандемных ячеек. Каждый из слоев может поглощать свет разных длин волн — это означает, что солнечный свет используется более эффективно и увеличивается генерация электричества.

В проекте QuESt физик Фассиоли исследует взаимодействия органических молекул со светом, чтобы повысить продуктивность органических солнечных панелей. Изучается поведение молекул в определенном гибридном состоянии — когда активируются и синхронизируются тысячи молекул, которые возбуждаются и выпускают электрон, производящий ток. 

Солнечные батареи на бактериях

Солнечные батареи на бактериях — еще одна альтернатива традиционной неорганической солнечной электроэнергетике. Заключается она в применении генно-инженерной бактерии, которая использует краситель для преобразования солнечного света в электроэнергию. Ученые из Британской Колумбии построили биогенный солнечный элемент из живого организма — кишечной палочки. Это не первая экспериментальная биогенная солнечная батарея, но она отличается более высокой эффективностью. Ее преимущества — она хорошо работает как при тусклом, так и при ярком свете. 

Пока эта разработка не рассматривается как конкурирующая с кристаллическими солнечными элементами. Она стремится сделать производство солнечных элементов для использования в условиях низкой освещенности более доступным.

По оценкам последних исследований, при сроке эксплуатации 20 лет и эффективности 15%, органические солнечные батареи могут вырабатывать электроэнергию по цене менее 7 центов за кВт*час.

Последние новости
ИНСОЛЯЦИЯ: ВЛИЯНИЕ НА ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ СОЛНЕЧНЫМИ ПАНЕЛЯМИ
20
October

ИНСОЛЯЦИЯ: ВЛИЯНИЕ НА ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ СОЛНЕЧНЫМИ ПАНЕЛЯМИ

Эксперты и ведущие мировые агентства прогнозируют в ближайшие 15-20 лет рост рынка альтернативной энергетики. Электроэнергия, произведенная из энергии солнца становится для потребителей все более выгодной. А это, в свою очередь, увеличивает спрос на установку солнечных...

Детальнее
ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ: ОСОБЕННОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ
06
October

ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ: ОСОБЕННОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ

Гибкие солнечные панели — разновидность панелей, которые относятся к типу «тонкопленочные». Принцип работы их такой же как моно и поликристаллических устройств и основан на фотоэлектрическом эффекте. Являются отличным мобильным вариантом для обеспечения чистой возобновляемой энергией,...

Детальнее
КАК РАБОТАЮТ СОЛНЕЧНІЕ БАТАРЕИ ЗИМОЙ
29
September

КАК РАБОТАЮТ СОЛНЕЧНІЕ БАТАРЕИ ЗИМОЙ

Солнечные батареи зимой продолжают производить электроэнергию. Но по очевидным причинам их производительность бывает ниже, чем в разгар лета — дни короче, а снег на их поверхности может временно снизить выработку. На самом деле, процент потерь...

Детальнее
ОТОПЛЕНИЕ ЧАСТНОГО ДОМА СОЛНЕЧНЫМИ БАТАРЕЯМИ
24
September

ОТОПЛЕНИЕ ЧАСТНОГО ДОМА СОЛНЕЧНЫМИ БАТАРЕЯМИ

Солнечные батареи для отопления похожи на солнечные элементы, которые прямо преобразуют излучение солнца в электроэнергию. Однако вместо производства электричества, они используют солнечную энергию для нагрева жидкого или газообразного теплоносителя для обогрева домов. Если потребности в...

Детальнее
СКОЛЬКО НУЖНО СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ ДЛЯ ДОМА
21
September

СКОЛЬКО НУЖНО СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ ДЛЯ ДОМА

Солнечная энергетика занимает надежные позиции в общей выработке электроэнергии Украины. В 2020 году было установлено СЭС суммарной мощностью 6320 МВт, что на 1395 МВт превысило предыдущий год. Доля электричества, произведенного из энергии солнца, в общей...

Детальнее
ОКУПАЕМОСТЬ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ И СОЛНЕЧНЫХ СТАНЦИЙ
17
September

ОКУПАЕМОСТЬ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ И СОЛНЕЧНЫХ СТАНЦИЙ

На земную поверхность попадает огромное количество солнечной энергии. Солнце поставляет 99,98% всей энергии Земли, 0,02% — геотермальная. Годовой суммарный поток энергии солнца на территории Украины составляет от 1187 до 1405 кВт/кв.м *год. Все области Украины...

Детальнее
ПРОИЗВОДСТВО СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ
15
September

ПРОИЗВОДСТВО СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

В последние годы технологии использования энергии солнца значительно продвинулись вперед во всем мире в связи с необходимостью экологичности, защиты нашей планеты, использования возобновляемых источников энергии. Фотоэлектрические установки приобрели невероятную популярность на частном рынке жилых домов...

Детальнее
СКОЛЬКО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВЫРАБАТЫВАЕТ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ В ДЕНЬ
10
September

СКОЛЬКО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВЫРАБАТЫВАЕТ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ В ДЕНЬ

В солнечных электростанциях применяются фотоэлектрические технологии, позволяющие получать электричество из энергии солнца. Все фотоэлектрические системы индивидуальны и трудно сказать точно, сколько электроэнергии будет производить именно ваша. В этой статье мы подробно разберемся, как рассчитать сколько...

Детальнее