Šiame tinklaraščio įraše tyrinėjame dažams jautrintų saulės elementų technologijos galimybes generuoti aplinkai nekenksmingą energiją atsipalaiduojant šiltą pavasario dieną.
Vėl atėjo tas metų laikas, o paskutinis dalykas, kurį norite padaryti, tai sėdėti darbe ir klausytis, kaip jūsų bosas jus graužia. Mes visi norėtume būti saulėje, vilkėdami spalvingus drabužius ir mėgautis pavasario išvyka. Bet, deja, mes turime dirbti, kad užsidirbtume pinigų, o mums jų reikia, kad galėtume gyventi. O kas, jei galėtumėte užsidirbti pinigų smagiai praleisdami pavasario atostogas? Galite apsirengti, smagiai vaikščioti aplink Han upę, paskambinti savo viršininkui ir pasakyti, kad esate ne mieste. Galbūt manote, kad tai skamba beprotiškai, tačiau yra technologija, kuri gali tai padaryti. Tai vadinama dažams jautria saulės elementų technologija. Kaip rodo pavadinimas, ši technologija naudoja dažus, kad sugertų saulės šviesos energiją ir paverstų ją elektros energija.
Dažams jautrūs saulės elementai pirmiausia laikomi žalios energijos sprendimu. Palyginti su įprastiniais saulės elementais, dažais jautrius saulės elementus galima gaminti palyginti mažomis sąnaudomis, juos galima pagaminti iš įvairių spalvų ir skaidrių, o tai yra naudinga pastatų išorės dizainui. Jie taip pat turi pranašumą, nes gali veikti esant silpnam apšvietimui, todėl yra veiksmingi patalpose. Dėl šių pranašumų dažams jautrūs saulės elementai tampa tvaria ateities energijos technologija.
Dažams jautrus saulės elementas gali būti laikomas trijų dalių struktūra. Trys dalys yra dalis, kuri gauna šviesą, dalis, kurioje perduodami elektronai ir gaminama energija, ir dalis, kuri grąžina perkeltus elektronus į pradinę būseną, kad ląstelė galėtų toliau dirbti. Pažvelkime į šviesos energijos srautą iš saulės. Pirma, saulės šviesa nukreipiama į dažų molekules saulės elemente. Kai dažų molekulės sugeria saulės šviesos energiją, dažų molekulėse esantys elektronai ją sugeria ir tampa labai energingi arba „sužadinami“. Tada šie sužadinti elektronai keliauja per saulės elemento grandinę, gamindami elektros energiją. Tada sužadinti elektronai keliauja į metalo oksidą, kuris yra prijungtas prie dažų molekulės. Ši dažų molekulių ir metalų oksidų kolekcija vadinama šviesos absorberiu. Kadangi tai yra svarbi proceso dalis, kuri tiesiogiai gauna šviesą, ji turi keletą savybių. Visų pirma, skirtingos medžiagos turi skirtingą energijos sugėrimo pajėgumą, todėl turime naudoti dažus su unikaliomis energijos juostomis, kurios gali gerai sugerti saulės energiją. Taip pat turėsite padidinti metalo oksido paviršiaus plotą, padengtą dažų molekulėmis, kad gautumėte daugiau saulės šviesos. Štai kodėl mes naudojame struktūrą su daug mikroskopiškai mažų grūdelių, o ne plokščią paviršių.
Dabar vėl sekime energijos srautą. Sužadinti elektronai, perkelti į aukščiau esantį metalo oksidą, nukreipiami į elektrodą, esantį greta metalo oksido. Galite galvoti apie šiuos elektrodus kaip įprasto elemento + ir – puses. Elektronai, patekę į darbinį elektrodą, keliauja per grandinę, kuri yra prijungta prie elektrodo išorės, ir keliauja išilgai grandinės iki priešpriešinio elektrodo kitoje ląstelės pusėje. Keliaudamas per šią grandinę, jis sukuria potencialų skirtumą tarp dviejų elektrodų, sumažindamas elektrono energiją jo atliktu darbu, sukurdamas elektros energiją, lygią tai sumažintai energijai. Galite manyti, kad tai panašu į aplink esančias ląsteles, kurių galuose yra kelių voltų potencialų skirtumas. Kadangi šie elektrodai taip pat dalyvauja elektronų judėjime, jie gali būti pagaminti iš to, ką paprastai manytume kaip labai elektrai laidžias medžiagas, būtent metalus.
Dabar paskutinis žingsnis. Kai elektronai galiausiai pateks į kitą elektrodą, dažų molekulę vėl reikės aprūpinti elektronais. Norėdami tai padaryti, tarp priešingo elektrodo ir metalo oksido yra elektrolito sluoksnis. Šis elektrolito sluoksnis tiekia elektronus į dažų molekules, kad užpildytų laisvas vietas, kurias paliko nukeliavę dažų molekulių elektronai. Elektrolito sluoksnyje neigiamai įkrauti elektronai tampa neužimti ir elektrolito sluoksnyje susiporuoja su virtualiomis + dalelėmis, vadinamomis skylutėmis. Patogu galvoti apie tai kaip apie elektroną, kurio – krūvis išbėga ir palieka + krūvį. Skylė susijungia su elektronu, pasiekusiu kitą elektrodą ir grįžta į pradinę padėtį, ty neutralią. Šiam procesui tinkamas elektrolito sluoksnis dažniausiai yra jodas – medžiaga, dėl kurios elektronai ir skylės lengvai juda ir susijungia. Ši procesų seka leidžia nuolat gaminti elektros energiją, jei nuolat tiekiama šviesos energija.
Dažams jautrūs saulės elementai dar nėra pakankamai veiksmingi, kad būtų naudingi realiame gyvenime. Gaunamos šviesos ir pagaminamos elektros energijos efektyvumas nėra pakankamai didelis. Tačiau šis dažams jautrus saulės elementas išsiskiria iš kitų saulės elementų tuo, kad šviesai sugerti naudoja dažus, o tai reiškia, kad pats elementas įgauna dažų spalvą, todėl jei jis naudojamas statant pastatus ir kitų konstrukcijų, tai bus proveržio technologija, kuri gali generuoti saulės energiją ir tuo pačiu pagražinti išorę. Ši technologija bus naudinga vystantis žmonių visuomenei ir vis daugiau struktūrų dengiant žemę. Taip pat, jei aukščiau minėta elektrodo dalis pagaminta ne iš metalo, o iš specialios plastikinės medžiagos, kuri yra lanksti ir galinti perduoti elektronus, bus galima įterpti ląsteles į spalvingus drabužius, kuriuos dėvime, kaip minėta pradžioje. šis straipsnis. Kitaip tariant, net kai mėgaujamės ramiu pasivaikščiojimu, mūsų drabužiuose esantys elektronai toliau keliaus ir generuos energiją.
Dažams jautrintų saulės elementų technologijos pažanga daugeliui žmonių atveria naujų galimybių. Pavyzdžiui, ši technologija gali labai padėti žemės ūkio sektoriuje. Įrengę dažais jautrintus saulės elementus šiltnamyje, kuriame auginami augalai, galite ne tik efektyviai panaudoti saulės šviesą šiltnamio vidui maitinti, bet ir išlaikyti šiltnamio gražią išvaizdą. Ši technologija taip pat gali atlikti svarbų vaidmenį saugant aplinką. Tai gali padėti sumažinti iškastinio kuro naudojimą ir padėti išspręsti visuotinio atšilimo problemą naudojant švarią energiją. Esant tokioms plačioms pritaikymo galimybėms, dažams jautrintą saulės elementų technologiją reikia tirti.
Galiausiai, norint, kad dažais įjautrintų saulės elementų komercinė sėkmė būtų sėkminga, reikalingi ne tik tyrimai, siekiant padidinti jų efektyvumą, bet ir stengtis sumažinti jų gamybos sąnaudas. Šiuo metu daugelis mokslininkų eksperimentuoja su skirtingais dažais ir medžiagomis, kad padidintų efektyvumą, ir šios pastangos palaipsniui duoda vaisių. Tikimės, kad dažams jautrūs saulės elementai bus plačiau paplitę ir taps svarbiu energijos šaltiniu mūsų kasdieniame gyvenime.
