Vil nanoflager revolutionere solenergi?

Det ser ud til, at vi hver dag hører om en ny teknologi, der muligvis giver den næste generation af ren, grøn strøm. Uanset om det er alger, vind, biomasse, geotermisk eller en vis forbedring af en eksisterende teknologi, formodede frelsere er altid rundt om hjørnet. Ind i dette forfærdelige landskab, gå ind nanoflager -en halvleder-nanostruktur, der kan pege vejen for den næste generation af solcelleproduktion.

Nanoflager er værket af Dr. Martin Aagesen, forsker ved Københavns Universitet. I 2007, Aagesen hævdede, at han "opdagede en perfekt krystallinsk struktur", der kunne tillade høst af 30 procent af solenergi rettet mod en overflade [kilde:Science Daily].

I øjeblikket, solpaneler, i bedste fald, er kun i stand til at omdanne omkring 15 til 20 procent af sollyset til energi [kilde:Science Daily]. Denne ineffektivitet bidrager til de relativt høje omkostninger ved solenergiproduktion sammenlignet med andre mere beskidte energiformer som kul. Der skal bruges flere solpaneler (og mere silicium bruges til panelproduktion og mere fast ejendom optaget af arrays af paneler) for at samle en tilsvarende mængde energi.

Aagesen grundlagde et firma ved navn SunFlake for at udvikle produkter baseret på hans opdagelse. Han lover, at solcelleeffektiviteten vil blive øget, fordi energi vil have kortere afstande til at rejse inden for cellen, og at hans paneler bliver billigere ved at bruge mindre silicium.

Hans nanoflageteknologi kendetegner sig ved sine løfter om større effektivitet, men også ved dets struktur. Silicium, der er arrangeret i en ren krystallinsk struktur, leder normalt ikke elektricitet godt. Derfor har de fleste siliciumbaserede solpaneler urenheder indbygget-så elektroner kan bevæge sig rundt og udfylde huller, skabe et elektrisk felt. (For flere detaljer om strukturen af ​​et traditionelt solpanel, læs hvordan solceller fungerer.)

Men mens Aagesens opdagelse modtog en kort reklame i 2007, der er nogle skeptikere. For en, teknologien er meget i en prototypefase, og lidt er blevet hørt om det siden dets første meddelelse. Som en kommentator påpegede, Aagesen producerede en meget effektiv lysopsamler - ikke et fuldt fungerende solpanel, der konverterer lysfotoner til elektroner i bevægelse (med andre ord, til energi) [kilde:Westenhaus]. Han har stadig en lang vej at gå, før han skaber en blødende kant, fungerende solcelleanlæg.

Nano Flake Technology og andre fremskridt inden for næste generations solenergi

At gøre solenergi allestedsnærværende i store dele afhænger af omkostninger. Så længe fossile brændstoffer, atomisk, vandkraft og andre midler til elproduktion er billigere, markedskræfterne dikterer, at de bliver de mest populære. Nogle eksperter hævder, at $ 1 pr. Watt energiproduktion er det ordsproglige vendepunkt for solenergi, og det er stadig en meget omtalt milepæl for producenter af solenergi [kilde:Hutchinson]. I februar 2009, et firma ved navn First Solar meddelte, at det havde overskredet den berømte $ 1 pr. watt tærskel. Men der er stadig mange barrierer i vejen, herunder ekstraktionsomkostninger forbundet med cadmiumtellurid, det materiale, First Solar bruger i sine paneler, i stedet for silicium.

Forskellige virksomheder har konkurreret om at annoncere sig selv som førende inden for solcelleeffektivitet, en nøglefaktor for at sænke omkostningerne. I juni 2007, Sanyo annoncerede en prototype af en siliciumbaseret solcelle, der har en effektivitet på 22 procent [kilde:Gizmag]. Men seks måneder tidligere, Spectrolab opnåede 40,7 procent effektivitet med sin solcelle [kilde:Gizmag]. Sådanne milepæle opnås ofte med prototyper under ideelle forhold.

Andre virksomheder, ligesom Global Warming Solutions, har markedsført særlige belægninger, der har til formål at forbedre effektiviteten af ​​eksisterende solceller, eller går ind for brug af koncentratorer, spejle og andre enheder til at fokusere sollys på et solpanel.

Udover at reducere omkostninger, storstilet soladoption kan også afhænge af at finde innovative måder at bruge teknologien på. Massive solarrays - som den, der var planlagt til Ivanpah -dalen i Mojave -ørkenen, der ville bruge 318, 000 spejle - udgør miljøfarer, da de kræver tydelige store områder med krat og ørkenområder, der understøtter dyreliv og også absorberer kuldioxid. En mulig løsning er distribueret energiproduktion , hvor millioner af hjem, bygninger og private ejendomme har små solpanelarrays, der høster energi og sælger det overskydende tilbage til et smart net.

Da omkostningerne ved mere etablerede former for solteknologi falder, hold øje med nanoteknologi, fra nanoflager til "kvanteprikker, "der lover at fange og omdanne mere energi end traditionelle siliciumbaserede solceller. Men mange af disse formodede gennembrud, herunder nanoflager, kan aldrig nå det åbne marked og dermed aldrig revolutionere solenergi.

Med det i tankerne, her er nogle andre nye teknologier at kigge efter:

• Mere effektive metoder til lagring af solenergi, såsom opvarmning af væsker til damp (og opbevaring i den tilstand)
• Billigere måder at producere solceller på, f.eks. ved hjælp af inkjetudskrivning
• En solid-state varmemotor skabt af Super Soaker-opfinderen, der kan prale af 60 procent effektivitet
• Billig, supertynde CIGS (kobber, indium, gallium, selenide) solfilm, der ikke er fremstillet af silicium
• Farvebelastede glas- eller plastplader, der hjælper med at fokusere fotoner på solceller
• Et flydende solcelleanlæg, der placerer et solpanel på overfladen af ​​en vandmasse og bruger en plastiklinse til at koncentrere indgående sollys

For mere information om den næste generation af solteknologi og andre relaterede emner, se linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer vandløse toiletter
• Sådan fungerer Duke Smart Home
• Sådan fungerer Ocean Power
• Top 5 grønne robotter

Kilder

• "Center fokuserer på at udnytte fysiske egenskaber af nanomaterialer til mere effektivt at omdanne solenergi til elektrisk kraft." AZoNanoteknologi. 11. maj kl. 2009. http://www.azonano.com/news.asp?newsID=11427
• "Nanoflager kan revolutionere solceller." Science Daily. 19. december kl. 2007. http://www.Science Daily.com/releases/2007/12/071218105420.htm
• "Nano Flakes lover større solenergi -effektivitet." Gizmag. 20. december kl. 2007. http://www.gizmag.com/nano-technology-to-boost-solar-efficiency/8540/
• "Ny teknologi lover boost af solcelleeffektivitet." Gizmag. 13. november kl. 2007. http://www.gizmag.com/new-technology-promises-solar-cell-efficiency-boost/8339/
• "Teknologi." SunFlake. http://www.sunflake.dk/technology.html
• Bedst, Paul. "Ny solteknologi tester vandene med løfter om billigere energi." Gizmag. 23. april kl. 2009. http://www.gizmag.com/new-solar-technology-tests-the-waters-with-promises-of-cheaper-energy/11524/
• Cunningham, Laura og Emmerich, Kevin. "De skjulte omkostninger ved et solcelleanlæg." Opdagelse. http://dsc.discovery.com/earth/slideshows/ivanpah.html
• Evans, Paul. "Solpanelindustrien opnår Holy Grail - $ 1 pr. Watt grid -paritet." Gizmag. 3. marts 2009. http://www.gizmag.com/solar-panel-1-per-watt-grid-parity/11143/
• Felter, Rav. "Vinduet til energibesparelse." Populær mekanik. Marts 2009. http://www.popularmechanics.com/science/research/4306162.html
• Hutchinson, Alex. "Inde i Solar Power's Top 5 Next Game-Changing Technologies." Populær mekanik. 13. oktober kl. 2008. http://www.popularmechanics.com/science/earth/4287132.html
• Hutchinson, Alex. "Solpanel falder til $ 1 pr. Watt:Er dette en milepæl eller bunden for siliciumbaserede paneler?" Populær mekanik. 26. februar kl. 2009. http://www.popularmechanics.com/science/research/4306443.html
• Masamitsu, Emily. Opstart gør billige solfilmceller ... Med en inkjetprinter. "Populær mekanik. 6. marts, 2008. http://www.popularmechanics.com/science/earth/4253464.html
• Afdeling, Logan. "Super Soaker Inventor sigter mod at reducere solomkostninger til det halve." Populær mekanik. 8. januar, 2008. http://www.popularmechanics.com/science/earth/4243793.html
• Westenhaus, Brian. "Nano Flake Solar Collector tjekket ud." Ny energi og brændstof. 19. december kl. 2007. http://newenergyandfuel.com/http:/newenergyandfuel/com/2007/12/19/nano-flake-solar-collector-checked-out/