اشتراک
انرژی فناوری انرژی تجدیدپذیر

سلول‌های خورشیدی ۵۰ برابر نازک‌تر از موی انسان، ۲۵ برابر سبک‌تر، در مسیر تغییر شکل انرژی

این فیلم‌ها فوق‌العاده نازک (کمتر از یک میلی‌متر) و بسیار سبک‌تر (۲۵ برابر) از سبک‌ترین پنل‌های خورشیدی سیلیکونی هستند

در یک نگاه چکیدهٔ خودکار موتور هوش مصنوعی افق آبی

سلول‌های خورشیدی جدیدی که توسط دانشگاه کوئین مری لندن و استارت‌آپ پاور رول توسعه یافته‌اند، به طرز چشمگیری نازک‌تر و سبک‌تر از پنل‌های خورشیدی سیلیکونی موجود هستند. این فیلم‌ها کمتر از یک میلی‌متر ضخامت دارند و ۲۵ برابر سبک‌تر از سبک‌ترین پنل‌های سیلیکونی هستند. این ویژگی‌ها به آن‌ها اجازه می‌دهد که در مکان‌های مختلفی نصب شوند، جایی که پنل‌های سنگین‌تر نمی‌توانند. در حال حاضر، تنها ۲ درصد از ساختمان‌ها دارای پنل‌های خورشیدی هستند، عمدتاً به دلیل محدودیت‌های وزن و استحکام پنل‌های سیلیکونی. پاور رول با استفاده از تکنیک‌های نوآورانه، به تولید فیلم‌های پروسکایت نازک می‌پردازد و در تلاش است تا چالش‌های موجود در تولید انبوه این فیلم‌ها را حل کند. دکتر دیو بارویک از پاور رول تأکید می‌کند که این فناوری بدون استفاده از مواد کمیاب و گرانبها، امکان نصب در مکان‌های جدید را فراهم می‌آورد. همچنین، سیستم‌های تجزیه و تحلیل نوری در حال توسعه هستند تا کیفیت این سلول‌های خورشیدی را در حین تولید بهبود بخشند. این پیشرفت‌ها می‌تواند به کاهش وابستگی به پنل‌های سیلیکونی و افزایش استفاده از انرژی خورشیدی در سطح جهانی کمک کند، به ویژه در مکان‌هایی که قبلاً غیرقابل دسترس بودند. با پتانسیل بازار ۲۵۰ میلیارد پوندی در بریتانیا، این فناوری می‌تواند به تولید برق سبز و ارزان کمک کند.

دانشگاه کوئین مری لندن و پاور رول، یک استارت‌آپ خورشیدی، برای تجاری‌سازی فیلم خورشیدی پروسکایت با هم متحد شده‌اند.

ویژگی‌های سبک، انعطاف‌پذیر و کارآمد این مواد خورشیدی نسل بعدی، امکان استفاده از انرژی خورشیدی را در بسیاری از مکان‌ها در سراسر جهان فراهم می‌کند.

در حال حاضر، پانل‌های خورشیدی سیلیکونی بیشتر در نیروگاه‌های خورشیدی استفاده می‌شوند. با این حال، چالش‌هایی را به همراه دارد، از جمله انتشار بالای کربن، وابستگی شدید به تولید چین (۹۱٪) و محدودیت‌های وزنی.

فقط ۲ درصد از ساختمان‌ها دارای پنل‌های خورشیدی هستند

پاور رول یک تکنیک تولید منحصر به فرد برای تولید فیلم پروسکایت فوق‌العاده نازک ارائه کرده است.

گسترش استفاده از انرژی خورشیدی به دلیل محدودیت‌های پنل‌های خورشیدی سیلیکونی استاندارد با مشکل مواجه شده است. به دلیل وزن و استحکام، نمی‌توان آنها را در بسیاری از مکان‌های بالقوه نصب کرد.

شایان ذکر است، تقریباً ۳۰٪ از پشت‌بام‌های تجاری در سطح جهان از نظر ساختاری قادر به تحمل بار این پانل‌ها نیستند. این محدودیت دلیل اصلی این است که تنها حدود ۲ درصد از ساختمان‌ها در سطح جهان پنل‌های خورشیدی نصب کرده‌اند.

این درصد پایین به ویژه با توجه به قدرت عظیم خورشید نگران‌کننده است - انرژی تامین شده در یک ساعت برای تامین انرژی کل جهان به مدت یک سال کافی است. این موضوع پتانسیل عظیمی را برجسته می‌کند که محدودیت‌های فناوری خورشیدی کنونی مانع استفاده کامل از آن می‌شود.

تولید فیلم پروسکایت به سختی مقیاس‌پذیر بوده است، بنابراین سیلیکون هنوز بر بازار تسلط دارد. نقص‌های تولید، به ویژه در سطح میکروسکوپی، مانع از پذیرش گسترده پروسکایت شده است.

هدف این کار جدید حل این چالش تولید و تولید فیلم پروسکایت با کیفیت بالا است.

دکتر دیو بارویک، مدیر فنی پاور رول، گفت: "ما در حال ساخت خورشیدی هستیم که به جاهایی می‌رود که سایر راه حل‌های خورشیدی نمی‌توانند، و این کار را بدون استفاده از مواد خاکی کمیاب و گرانبها انجام می‌دهیم."

فیلم‌های خورشیدی فوق سبک

پاور رول از ریزشیارها و شکل‌دهی خلاء برای تولید فیلم‌های پروسکایت استفاده می‌کند. جالب اینجاست که این فیلم‌ها فوق‌العاده نازک (کمتر از یک میلی‌متر) و بسیار سبک‌تر (۲۵ برابر) از سبک‌ترین پنل‌های خورشیدی سیلیکونی هستند.

طبق بیانیه مطبوعاتی، نازکی بیش از حد فیلم پروسکایت پاور رول نیز مانعی در تولید در مقیاس بزرگ ایجاد می‌کند.

هنگام برخورد با چنین مواد ظریفی، دستیابی به کنترل کیفیت مداوم دشوار می‌شود. برای نشان دادن مقیاس دشواری، هر سلول خورشیدی تولید شده توسط Power Roll تنها یک پنجاهم عرض موی انسان است.

بارویک افزود: "تخصص کوئین مری در تجزیه و تحلیل نوری به ما کمک می‌کند تا با اطمینان از اینکه هر سلول خورشیدی میکروسکوپی از بالاترین کیفیت برخوردار است، تولید را افزایش دهیم."

دکتر استویچکو دیمیتروف و تیمش در کوئین مری در حال ایجاد یک سیستم تجزیه و تحلیل نوری هستند که پاور رول در فرآیند تولید خود از آن استفاده خواهد کرد. این فناوری امکان کنترل کیفیت در زمان واقعی و بهبود تحقیق و توسعه فیلم پروسکایت را فراهم می‌کند.

دیمیتروف در بیانیه مطبوعاتی گفت: "این فناوری نحوه تعامل نور با مواد را در حین تولید تجزیه و تحلیل می‌کند، بنابراین داده‌های ضروری را برای نظارت و بهبود کیفیت فیلم تولید شده در زمان واقعی ارائه می‌دهد. این امر PowerRoll را قادر می‌سازد تا تولید را افزایش دهد و فیلم پروسکایت را به واقعیت تبدیل کند."

پذیرش گسترده فیلم پروسکایت سبک وزن مزایای زیست محیطی و اقتصادی قابل توجهی را ارائه می‌دهد.

تطبیق‌پذیری آن امکان نصب در مکان‌هایی را فراهم می‌کند که قبلاً غیرقابل دسترس بودند، مانند پشت‌بام‌های کم‌بار.

پاور رول پتانسیل بازار ۲۵۰ میلیارد پوندی را تنها در بریتانیا تخمین می‌زند، جایی که ۱۲ میلیارد متر مربع پشت‌بام می‌توانند برق ارزان و سبز تولید کنند.

اشتراک:
این گزارش ترجمه و بازنویسی خبری با موتور هوش مصنوعی افق آبی است و برای خوانندهٔ فارسی‌زبان بازتنظیم شده. منبع اصلی: interesting engineering