Гибридные солнечные ячейки

Поделиться



Спустя 170 лет после открытия странного, металлического вида камня, обнаруженного на Уральских горах в России в 1839 году, он начал глобальную технологическую гонку за более дешевый и эффективный солнечный элемент. Это может серьезно подорвать мировой рынок солнечной энергии, где в настоящее время доминирует Китай.

Особенности этой породы привели к пониманию того, что есть класс минералов, имеющих общую кристаллическую структуру кубов и алмазоподобных форм. Структура была названа в честь Льва Перовского, российского эксперта по минералам, который впервые изучил его. Он умер в 1856 году. Позже исследователи обнаружили, что минеральные отложения, содержащие перовскитные структуры, были дешевыми и встречаются в изобилии по всему миру.



Но ученые не были уверены, что с ними делать до 2009 года, когда японский исследователь обнаружил, что перовскит может поглощать солнечный свет и превращать его в электричество. Это было удивительно похоже на свойства кремниевых элементов. Только клетки перовскита выбирали более сильные фотоны солнечного света и были дешевле, чем кремниевые элементы, которые требуют 14 этапов производства, включая вещества, требующие использования высокой температуры, дорогой автоматизации и стерильных помещений.Kodak

Потенциально более дешевая стоимость материалов и производства привела к первой волне коммерческих перовскитовых предприятий, в том числе по меньшей мере двух, которые базируются в США. Они нацелены на продукты, которые могут бросить вызов доминированию Китая на мировом рынке солнечной энергетики и помочь начать производство по всему миру.

Перовскитовые солнечные элементы «вызвали огромный интерес среди исследователей солнечной энергетики за последние четыре года», и их эффективность возросла с 15% до более чем 22%  (согласно лабораторным данным) всего за три года, достигнув конкурентоспособного уровня по сравнению с фотомодулями, производимыми Китаем.





Главным преимуществом перовскитов является их более низкая стоимость и возможность в будущем еще больше повысить эффективность. Третьим фактором является возможность перовскитных ячеек работать в «тандеме» с коммерческими кремниевыми ячейками для быстрого повышения их производительности.

Наиболее амбициозное коммерческое предприятие в США по производству перовскитовых солнечных элементов появилось благодаря разработке Eastman Kodak — особого покрытия фотографической пленки тончайшим слоем целлулоидной пленки, которая была чувствительны к свету. Высокоскоростная технология рулонной печати, которую Kodak впервые закрепила на мировом рынке фотопленок, используется компанией для покрытия пластиковых пленок тонким слоем материалов на основе перовскита.

Летом 2016 года было создано второе коммерческое предприятие в США при лабораторий Стэнфордского университета. Он называется Iris PV, и его управляющий директор Колин Байли считает, что его компания может быстрее достичь более высокой солнечной эффективности благодаря соединению перовскитных солнечных элементов со стандартными кремниевыми ячейками. Работая в тандеме, два устройства могут извлекать больше энергии из солнечного света. Недавно австралийская лаборатория объявила, что такой массив достигает эффективности 26,4%. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //solarpanels.com.ua/news/staryj-bulyzhnik-pomozhet-sozdat-solnechnye-elementy-novogo-pokoleniya/

Солнечный свет помог напечатать кирпичи из реголита

Поделиться



Для создания космической станции на других планетах и спутниках необходима простая и быстрая технология постройки зданий, которые будут защищать космонавтов от солнечной радиации. Очевидно, что существующие технологии не позволяют доставить на Луну большое количество строительных материалов. Специалисты из Европейского Космического Агентства решили разработать технологию строительства, которая требует только доставки базового оборудования и может использовать ресурсы, имеющиеся на Луне.

 





Брусок, напечатанный из реголита на 3D-принтере с помощью солнечного света. ESA–G. Porter, CC BY-SA 3.0 IGO

В результате всех лунных миссий на Землю было доставлено всего несколько сотен килограммов лунного грунта. Из-за этого исследователям в своих экспериментах пришлось использовать его заменитель, состоящий из земной вулканической породы, которая имела состав и размеры частиц, схожие с лунным грунтом.

Для того, чтобы не использовать лазер или нагревательные элементы, ученые решили спекать грунт с помощью сконцентрированного солнечного света, который направляют в одну точку 147 изогнутых зеркал.





Для демонстрации технологии исследователи решили изготовить несколько «лунных кирпичей». Иногда из-за нестабильности погоды солнечный свет приходилось имитировать с помощью мощных ксеноновых ламп. В результате инженерам удалось получить несколько образцов. Самый большой из них имел размеры 20×10×3 сантиметра и толщину слоев около 100 микрометров. Ученые отмечают, что во время спекания температура достигала тысячи градусов Цельсия, поэтому грани блока получились неровными. Вероятно, это вызвано разной скоростью остывания центра и краев блока.

Исследователи отмечают, что на данный момент это скорее демонстратор технологий, показывающий реальное применение концепции такого принтера. В дальнейшем планируются испытания системы в вакууме, чтобы максимально точно имитировать лунные условия.

Недавно инженеры из СамГУ представили аналогичный проект по спеканию реголита с помощью солнечного света, который, однако, пока находится в стадии согласования. Ученые отмечали, что вдохновлялись проектом Solar Sinter дизайнера Маркуса Кайзера (Markus Kayser), в рамках которого он создал 3D-принтер, печатающий песком и использовавший солнечный свет. Также свою технологию 3D-печати реголитом недавно продемонстрировали инженеры из американского Северо-Западного университета.  опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //www.nanonewsnet.ru/news/2017/solnechnyi-svet-pomog-napechatat-kirpichi-iz-regolita

Глубоководная добыча полезных ископаемых позволить развить солнечную энергетику

Поделиться



Недавно ученые обнаружили огромное количество редкого металла, называемого теллуром, который является ключевым элементом в передовых солнечных технологиях. Однако месторождения находится на дне моря, в нетронутой части океана.





Люди нередко идеализированное представление о солнечном свете как об идеальном источнике чистой энергии.

Прямое преобразование солнечного света в электричество, отсутствие выбросов, разливов нефти или загрязнений — безупречная чистота. Однако упускается из виду производство солнечных панелей.

Хотя произведенная энергия действительно чиста, некоторые материалы, необходимые для генерирования этой энергии, являются токсичными или редкими. В случае одной конкретной технологии солнечные элементы делаются на основе теллурида кадмия. Кадмий является токсичным, а теллурид трудно найти.

Теллурид кадмия является одним из материалов необходимых для тонкопленочных солнечных элементов второго поколения. Они намного лучше поглощают свет, чем кремний, на котором основано большинство фотопанелей,  и значительно тоньше. Слой теллурида кадмия толщиной всего лишь тысячную часть миллиметра будет поглощать около 90% падающего на него света. Это гораздо дешевле и компактнее обычных кремниевых батарей.





На данный момент на солнечные модули на основе теллурида кадмия приходится около 5% глобальных установок, и могут производить более дешевую энергию, чем кремниевые солнечные батареи.
 Но главным недостатком теллурида кадмия является сам теллур, один из редчайших металлов в земной коре. Поэтому еще большой вопрос, стоит ли массово использовать технологии, основанные на таком редком металле.

Данные о распространенности теллура указывают на реальную проблему, но контраргумент заключается в том, что никто не активно ищет новые запасы материала. В конце концов, платина и золото так же редки, но спрос на ювелирные изделия и каталитические нейтрализаторы (первичное использование платины) означает, что на практике запасов может оказаться гораздо больше.

Открытие массивного нового месторождения теллура в подводных горах в Атлантическом океане, безусловно, подтверждает эту теорию. И это особенно богатая руда, считают британские ученые, участвующие в проекте MarineE-Tech, который и нашел залежи. Хотя большинство теллура добывается в качестве побочного продукта добычи меди и, следовательно, образцы с морского дна содержат концентрацию в 50 тысяч раз боле высокую, чем на суше.

Но извлечение окажется очень рискованным.

Вершина горы, где был обнаружен теллур, находится на километр ниже волн, а ближайшая суша находится за сотни километров.

Даже на суше горная промышленность никогда не оказывает хорошего влияния на окружающую среду. Она уничтожает общины, леса и оставляет огромные шрамы на ландшафте. Это часто приводит к загрязнению грунтовых вод, несмотря на всевозможные предосторожности. А на морском дне?

Однако фотомодули из теллурида кадмия могут быть повторно переработаны по истечении их 20-летнего срока службы.  Поэтому вполне возможно, что воздействие горных работ на экологию для создания таких солнечных панелей, вероятно, будет минимальным по сравнению с нефтяной или угольной промышленностью, но оно не будет равно нулю. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //solarpanels.com.ua/news/glubokovodnaya-dobycha-poleznykh-iskopaemykh-pozvolit-razvit-solnechnuyu-energetiku/

Ученые придумали, как повысить КПД солнечных элементов на 50%

Поделиться



Новая конструкция солнечных элементов, представленная учеными Университета Кобе (Япония) способна увеличить эффективность конверсии более чем на 50%, поглощая более длинные волны, чем обычно.

Для того чтобы сократить потери энергии и повысить эффективность конверсии, команда профессора Такаши Кита использовала два фотона из энергии, передаваемой через солнечный элемент и содержащий гетеро-интерфейс, сформированный из полупроводников с разным поглощением. При помощи этих фотонов они разработали новую структуру солнечного элемента.





В ходе теоретических испытаний солнечные элементы новой конструкции достигли эффективности конверсии 63% и преобразования с повышением частоты на основании этих двух фотонов. Сокращение потерь энергии более чем в 100 раз, продемонстрированные на основании этого эксперимента, оказалось более эффективным, чем другие методы, при которых используются средние диапазоны частот.

Ученые собираются продолжить совершенствовать конструкцию солнечных элементов и повышать их КПД, чтобы снизить стоимость выработки электроэнергии.





Теоретически, верхний предел КПД обычных солнечных элементов составляет 30%, и большая часть солнечной энергии, попадающей на элемент, теряется впустую или становится тепловой энергией. Эксперименты, которые проводятся по всему миру, пытаются обойти это ограничение. ктричестваЕсли коэффициента конверсии ячейки превысит 50%, это окажет значительное влияние на стоимость производства эле.

Недавно о новом рекорде эффективности кремниевых мультиконтактных солнечных элементов сообщили ученые Германии и Австрии, добившись производительности 31,3%. Они использовали технологию сращивания пластин, которая часто применяется в сфере микроэлектроники. Кстати, предыдущий рекорд принадлежит им же — в ноябре прошлого года КПД солнечных элементов составил 30,2%. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //hightech.fm/2017/04/25/solar-cells

Окна, способные генерировать электричество, почти стали реальностью

Поделиться



Исследователи из Университета Миннесоты и Университета Бикокка сделали на шаг ближе появление окон, которые могут эффективно поглощать солнечную энергию благодаря высокотехнологичным наночастицам кремния.

Исследователи создали технологию для встраивания наночастиц кремния в так называемые эффективные люминесцентные солнечные концентраторы (LSCS). Данные концентраторы являются ключевым элементом для создания окон, которые могут эффективно собирать солнечную энергию. Когда свет проходит сквозь их поверхность, нужные частоты света оказываются в ловушке внутри и направляются к краям, где начинают работать небольшие солнечные элементы, которые захватывают солнечную энергию.





Данное исследование опубликовано в научном журнале Nature Photonics.

Окна, которые могут собирать солнечную энергию, называются фотоэлектрическими окнами. Они являются следующей ступень в области технологий возобновляемых источников энергии, так как имеют большой потенциал, способный в значительной степени увеличить поверхность зданий, подходящих для производства электричества, при этом не влияя на их внешний вид, что особенно важно для крупных городов. Фотоэлектрические окна не требует каких-либо громоздких дополнительных несущих конструкций и не выделяются ничем необычным на фоне рамы.

Идея солнечных концентраторов и солнечных батарей, интегрированных в проектируемые здания, была ТОП-темой в течение многих десятилетий, но это исследование отличается одним ключевым моментом – кремниевыми наночастицами. В случае предыдущих наработок использовались либо слишком редкие и дорогие, либо токсичные вещества, такие как кадмий и свинец. Кремний повсеместно встречается в окружающей среде и нетоксичен. Он также работает более эффективно работает  за счет поглощения света при различных длинах волн. Тем не менее, кремний в своей обычной объемной форме не прозрачен.

Поэтому ученые в своей лаборатории уменьшили размер кристаллов кремния до нескольких нанометров, то есть примерно одной десятитысячной диаметра человеческого волоса. При таких габаритах свойства кремния изменяются, и он становится эффективным излучателем света с важным свойством – он не поглощает собственное свечение.





Это ключевая особенность, которая делает наночастицы кремния идеально подходят для применения в LSCS.

Исследователи говорят, что оптические характеристики наночастиц кремния и их почти идеальная совместимость с промышленными полимерными LSCS — путь к созданию эффективных фотоэлектрических окон, которые смогут поглощать более 5% энергии солнца при крайне низких денежных затратах. Наночастицы кремния образуются во время высокотехнологичного процесса  с использованием плазменного реактора и формуются в порошок.

Каждая частица состоит из менее чем двух тысяч атомов кремния. Порошок превращается в раствор, а затем добавляется в полимер: в виде гибкого листа пластикового материала или наносится на поверхность тонкой пленкой.  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: solarpanels.com.ua/news/okna-sposobnye-generirovat-elektrichestvo-pochti-stali-realnostyu/

Японские инженеры удвоили КПД солнечных элементов

Поделиться



Ученые Университета Киото применили оптические технологии, чтобы создать надежные преобразователи тепла в электричество, которые вдвое увеличивают производительность солнечных элементов. «Современные солнечные элементы плохо справляются с конверсией видимого света в электричество. Лучший КПД приблизительно равен 20%», — говорит Такаши Асано из Университета Киото.





Высокие температуры выделяют свет на коротких волнах, вот почему пламя газовой горелки становится при нарастании температуры синим. Чем выше жар, тем больше энергии и тем короче волны.

«Проблема, — объясняет Асано, — в том, что тепло рассеивает свет всех длин волн, но солнечный элемент работает только в узком диапазоне волн. Для ее решения мы создали новый полупроводник наноразмера, который сужает диапазон волн для концентрации энергии».

Для выделения видимых длин волн требуется температура в 1000° С, но обычный кремний плавится при температуре свыше 1400° С, поэтому ученые протравили на кремниевых платах множество одинаковых и равноудаленных цилиндров высотой примерно 500 нм, находящихся на определенном расстоянии друг от друга и оптимизированных под нужный диапазон.



Этот материал позволил ученым поднять КПД полупроводников как минимум до 40%.

«У нашей технологии есть два важных преимущества, — говорит глава лаборатории университета Сусуми Нода. — Во-первых, ее энергетическая продуктивность — мы можем превращать тепло в электричество эффективнее, чем раньше. Во-вторых, ее конструкция. Теперь мы можем создать преобразователи меньшего размера и более надежные, и им найдется практическое применение в ряде отраслей».

Пиковый для солнечных элементов КПД — 26% — был достигнут учеными Калифорнийского университета в Беркли в прошлом году. Прорыв произошел благодаря сочетанию двух перовскитовых материалов, каждый из которых впитывает разные длины волн солнечного света. опубликовано  

  P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2017/01/19/kioto-solar-cell

Химики улучшили технологию переработки радиоактивных отходов

Поделиться



«В ядерный век существует насущная потребность в качественных экстрагирующих агентах для сепарации и переработки радиоактивных отходов, — говорит профессор Стив Лиддл, глава Центра радиохимических исследований при Университете Манчестера. — Для этого необходимо гораздо лучше понять электронную структуру актиноидных комплексов, поскольку от этого зависит, как эти элементы взаимодействуют с экстрагирующими агентами».





Ученые Манчестера нашли новый надежный способ создания нитридов урана. Это позволило подготовить большое семейство молекул, которые затем стали той платформой, на основании которой была разработана количественная модель. Это семейство из 15 нитридных комплексов ученые изучали, подвергая их температурной намагниченности и спектральному анализу электронных спиновых резонансов, чтобы получить информацию о самых нижних электронных состояниях молекул.

«Для того чтобы сделать выводы из большого количества экспериментальных данных, мы применили передовые вычисления и получили грубую картину электронной структуры этих комплексов, которая затем была улучшена при помощи уточненных данных, что позволило составить окончательное представление об их электронной структуре», — пишет профессор Лиддл.





Из-за старения и закрытия АЭС первого поколения остро встает вопрос о переработке отработанного ядерного топлива. Новый способ очистки жидких радиоактивных отходов разработали ученые из Екатеринбурга. С его помощью можно будет отказаться от энергозатратного и опасного использования озона. опубликовано  

  P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2016/12/22/nuclear-recycling

Пространство и пустота в доме-офисе

Поделиться



    Один из самых многообещающих бразильских мастеров интерьера Гильерми Торрес в проекте своего дома-офиса сделал ставку на пустоту и любимый цвет влажного цемента.











       Пространство дома постройки 40-х годов прошлого века в Сан-Паулу (Бразилия) можно смело назвать провокационным. В его пропорциях есть что-то от лучших пуристических работ того же Джона Поусона, и в то же время интерьер двухэтажного дома площадью 130 кв. м напоминает хипповский сквот, куда обитатели снесли полюбившиеся вещи.

 




        Торрес увлекается электронной музыкой, стрит-артом и татуировками, что нашло отражение в интерьере. Как фасад, так и внутренние помещения особняка украшены авторскими неоновыми инсталляциями. Все стены покрыты гипсокартоном и  окрашены белой краской либо составом, имитирующим цвет влажного цемента.









        Из примет технического прогресса – стеклянная раздвигающаяся автоматически кровля над патио, благодаря которой даже в жаркие дни внутри здания циркулирует свежий воздух.  Еще один интересный элемент – деревянная решетка, она используется как жалюзи или «рассеиватель» прямых солнечных лучей. Необходимо отметить, что вся мебель спроектирована либо самим Торресом, либо дизайнерами его бюро Studio Guilherme Torres.





Источник: /users/104

Сырная диета

Поделиться



        Белок — это незаменимый в питании элемент, без него организм голодает и болеет. Именно на белок обращают больше всего внимания в различных диетах, белковые диеты считаются самыми щадящими, хотя и неполноценными. Одним из продуктов, имеющих много полноценного белка, является сыр, однако сырный белок относится к особым видам — это белок из молока животных, которое изначально было предназначено для вскармливания детенышей, и значит, он усваивается легче привычного мясного белка.


         Вариантов диеты на сыре предлагается множество, идеальными нельзя назвать ни одну, так как они достаточно строгие и ограничительные. Однако, за счет сокращения калорий, но дотации белка они переносятся относительно легко — главное, не переусердствовать и не придерживаться их долго. Сыр — это белково-жировой концентрат молока, а значит, в нем присутствуют и витамины с минералами.


         В сырах много жирорастворимых витаминов А и D, сыры богаты кальцием и фосфором, что важно для костной и кровеносной систем, сыр содержит особые вещества, стимулирующие выработку эндорфинов и дающие покой нервной системе. Сыры традиционно изготавливают из коровьего молока, хотя бывают и козьи сыры, сыр из молока буйволицы, кобылы или соевый сыр, из растительного вида молока. Кроме того, для людей с нарушением переваривания молочного сахара применяются безлактозные сыры. В сыр добавляют различные ингредиенты — соль, специи, плесень для закваски и остроты, сыры плавят и замачивают в особых соусах. Все это делается с целью разнообразия вкусов.


         Сыры различаются по уровню жирности и твердости, это важно для составления диеты — в ней преимущественно необходимы низко-жирные сорта сыров, не выше 10-15% жира, без специй и несоленые. Предпочтение отдайте также твердым сырам. Всевозможные варианты сырных диет делятся на две группы — разгрузочная и низкокалорийная. Суть первой — это встряска организма за счет резкого ограничения питательных веществ и нагрузки белком на одни-двое суток в сочетании с вином. Во второй диете происходит ограничение поступления в организм углеводов, замена их жирами и белками из сыра, а также добавления в диету дополнительных продуктов.


За счет этого происходит стимулирование расщепления собственных углеводных и жировых запасов. Оба варианта диеты являются строгими и должны практиковаться не более раза в полгода — слишком серьезный стресс испытывает организм.

Источник: /users/117

Психологические особенности, о которых мы и не подозревали

Поделиться



        Психологические процессы человека имеют ряд удивительных особенностей, о которых мы и не подозревали. И хоть ученые уже выяснили много интересных фактов о человеческой психике, многое все еще остается загадкой.



Вы можете запомнить только 3-4 элемента одновременно









        Человек способен держать некоторое время в голове около 7 цифр, некоторым удается запомнить около 10. А вот хранить долгое время мы можем еще меньше. По данным исследования — 3-4 блока информации одновременно.



Мы плохо воспринимаем сочетание красного и синего цвета









        Хоть эти цвета встречаются на многих национальных флагах, они трудно воспринимаются нашими глазами, когда они находятся рядом.

Сочетание этих цветов приводит к тому, что один цвет «выступает», а другой отдаляется, этот эффект называется «хромостериопсис». В результате наши глаза быстро устают. Сильнее всего этот эффект проявляется при сочетании красного и синего, а также красного и зеленого цветов.



Вы видите вещи иначе, чем их воспринимаете



        Как покали исследования, проведенные в Кембриджском университете, «недавно в каокм подякре рпасолоежны бкувы в слвое. Смаое ваонже, это чотбы пеарвя и понесдяля бкува блыи на свиох метсах»

Даже если остальные буквы будут перемешаны, вы вряд ли это заметите. Можете убедиться в этом внимательно перечитав фразу, взятую в кавычки. Это происходит из-за того, что мозг не воспринимает каждую букву отдельно, а читает слова целиком.



Вы способны удерживать пристальное внимание около 10 минут









        Даже если человек находится на собрании, тема которого ему интересна, то максимум внимания, которое мозг способен поддерживать, это 7-10 минут. После этого внимание начинает слабеть и требуется сделать перерыв, чтобы дальше удерживать свой интерес.



Привычка формируется в течение 66 дней









        Психологи, исследовали, как долго те или иные действия становятся привычкой, выяснили, что человеку в среднем для этого нужно около 66 дней.

Чем сложнее привычка, которые он приобретает, тем больше времени ему понадобится.





Источник: /users/448