С отличната си проводимост, якост и дълготрайност графенът може би

С отличната си проводимост, здравина и продължителност графенът може би е новият суперматериал за слънчеви кафези

Питате ли се какво стана с огромните обещания на графена? Някога именуван „ суперматериал “ поради своите забележителни свойства, през днешния ден той се оказва един от най-обещаващите материали за фотоволтаика.

Търсенето на устойчиви и ефикасни енергийни източници е водещ претекст за стотици научни проучвания от десетилетия. В доста от тях на фокус е слънчевата сила – обещаваща опция на изкопаемите горива заради нейното обилие и природосъобразност.

Ефективността на обичайните слънчеви кафези въз основата на силиций обаче не може да продължи да нараства постоянно – приказва се даже, че технологията е достигнала покрай теоретичния си най-много. Подобно ограничаване кара откривателите да изследват нови материали и технологии.

Наред с перовскитите един подобен обещаващ нов материал е графенът. По създание той съставлява пласт въглеродни атоми, подредени в шестоъгълна решетка. Този чудноват материал е доста здрав – съгласно някои източници, 200 пъти по-здрав от стомана; ултрапроводим е, транспарантен, водоустойчив, еластичен и доста лек. Това го прави забавен за съвсем всички промишлености. Неговият капацитет в технологията на слънчевите кафези сякаш е измежду най-големите обещания.

Свойства в интерес на фотоволтаиката

Характеристиките на графена го вършат съвършен претендент за възстановяване на успеваемостта на слънчевите кафези. Той е отличен проводник на електричество, което разрешава ефикасен превоз на електрони, генерирани от слънчевата светлина.

Освен това графенът е необикновено тъничък и лек. Теглото е значителен фактор при слънчевите технологии, изключително новото потомство гъвкави и портативни слънчеви панели. В допълнение,  прозрачността на графена разрешава консолидираното на графенови слънчеви кафези в прозорци и други транспарантни повърхности. А това отваря вратите към редица нови благоприятни условия за събиране на слънчева сила.

Актуални открития

Изследователите работят неуморно, с цел да разработят графенови слънчеви кафези. Най-скорошните достижения приближават графеновата технология до пазара.

Един важен пробив идва от екип учени от Университета в Манчестър, които са създали способ за произвеждане на висококачествени графенови филми в мащаб. Този способ, прочут като химическо отсрочване на пари (CVD), включва “отглеждане ” на графен върху меден субстрат и по-късно прехвърлянето му върху транспарантна, гъвкава основа. Полученият филм може да бъде интегриран в слънчеви кафези, което доста усъвършенства тяхната успеваемост.

Друго обещаващо достижение идва от откриватели от Масачузетския софтуерен институт (MIT). Те са основали слънчева клетка, направена напълно от графен. Този новаторски дизайн се състои от два пласта графен, разграничени от изолационен пласт от шестоъгълно спретнат борен нитрид (hBN). Когато слънчевата светлина доближи до клетката, в горния пласт на графена се генерират електрони, които по-късно се транспортират през пласта hBN до долния пласт, създавайки електрически ток.

Подобна графенова слънчева клетка има капацитета да работи по-ефективно и рентабилно от обичайните силициеви кафези.

Предизвикателства

Въпреки огромните очаквания към момента има куп провокации за превъзмогване, преди графеновите слънчеви кафези да се трансфорат в комерсиално предложение на пазара.

Една от главните спънки е компликацията да се създават огромни количества първокачествен графен евтино. Въпреки че CVD методът е обещаващ, той към момента е безценен и времеемък развой. Изследователите изследват различни способи, като потреблението на графенов оксид, който може по-лесно да се приложи за всеобщо произвеждане.

Друго предизвикателство се крие в стабилността на графеновите слънчеви кафези. Въпреки че самият графен е доста постоянен, материалите, употребявани дружно с него, като да вземем за пример транспарантните проводими пластове и дейните материали, абсорбиращи слънчевата светлина, доста по-лесно се разграждат с времето. Фактор за това е и самото влияние на слънчевата светлина и метеорологичните условия. Деградирането може да докара до понижаване на успеваемостта и по-кратък живот на слънчевата клетка.

Не на последно място графеновите слънчеви кафези занапред би трябвало да догонят силициевите си „ сътрудници “. Често пъти в това изпитание се намесват и перовскитите, чийто успеваемост пък е любимец в промишлеността.

Графенови екстри

Успоредно с графеновите слънчеви кафези откривателите създават и други изобретения от новия супер-материал – такива, които са директно свързани с добиването на сила от слънцето. Например, въз основата на графен се основават ултра-ефективни акумулатори за предпазване на електричеството, добито от слънчевите масиви.

Съхранението продължава да е „ слабото място “ в прехода на света от изкопаеми горива към по-екологични източници и фактът, че графенът може да помогне за оправянето, е значителен.

Занапред

Използвайки присъщите свойства на графена, откривателите не престават да работят за превъзмогване на рестриктивните мерки на рестриктивните мерки на фотоволтаичната промишленост с вяра да „ отключат “ цялостния капацитет на слънчевата сила.

Независимо кой какво счита за изменението на климата, радикалната смяна в енергетиката е на ход и търсенето на по-добра успеваемост ще ни срещне с графеновите слъчеви кафези скоро.