Полимерные солнечные батареи. Солнечные полимерные батареи

Полимерные солнечные батареи | Энергоснабжение. Энергосбережение Курск.

Солнечные батареи хоть и экологически чистые, но при этом весьма дорогие. Ученые нашли им альтернативу полимерные солнечные батареи. О том, что это такое, рассказано в статье.

Человек, хотя бы немного интересующийся солнечной энергетикой, прекрасно представляет себе, что такое солнечная батарея — это совокупность большого количества фотоэлементов, укрепленных на какой-либо поверхности.

Фотоэлемент представляет собой полупроводниковое устройство, которое преобразует энергию Солнца в электрический ток. Фотоэлементы традиционных солнечных батарей производят из кремния. Процесс производства таких батарей сложен и весьма дорог. Несмотря на то, кремний — это очень распространенный элемент и что в земной коре содержится около 20% кремния, процесс превращения исходного песка в высокочистый кремний очень сложен и дорог.

Кроме того, порой возникают проблемы с утилизацией отработанных фотоэлементов, поскольку в этих фотоэлементах помимо кремния содержится еще и кадмий. И наконец, кремниевые фотоэлементы по мере работы сильно нагреваются. После чего их производительность начинает снижаться. Поэтому кремниевым батареям помимо фотоэлементов требуются еще и дорогостоящие системы охлаждения. Подобнее об этом смотрите здесь: Как устроены и работают солнечные батареи. Все это заставило ученых искать более эффективные способы преобразования солнечной энергии.

Альтернативой кремниевым солнечным батареям могут стать полимерные солнечные батареи. Это новая технология, над развитием которой работают десятки научно-исследовательских институтов и фирм по всему миру. Смотрите также: Новые технологии. Токопроводящий пластик

Полимерный фотоэлемент — это пленка, которая состоит из активного слоя (полимера), электродов из алюминия, гибкой органической подложки и защитного слоя. Для создания рулонных полимерных солнечных батарей отдельные пленочные фотоэлементы объединяют между собой.

Достоинства полимерных солнечных батарей по сравнению с обычными кристаллическими: компактность, легкость, гибкость. Такие батареи недороги в производстве (для их изготовления не используется дорогой кремний) и экологичны, так как они оказывают на окружающую среду менее значительное влияние.

Недостаток пока один — эффективность преобразования солнечной энергии полимерных солнечных батарей пока очень низкий. Этот недостаток и ограничивал создание таких батарей на уровне образцов-прототипов.

В настоящее время, наибольший коэффициент полезного действия полимерных солнечных батарей удалось добиться Алану Хигеру из центра полимеров и органических твёрдых частиц университета Калифорнии в Санта-Барбаре (семь лет назад он получил Нобелевскую премию по химии за открытие и развитие проводящих полимеров) и Кванхе Ли из корейского института науки и технологии в Гванджу.

Их солнечная батарея имеет КПД в 6,5% при освещённости в 0,2 ватта на квадратный сантиметр. Это самый высокий уровень, достигнутых для солнечных батарей из органических материалов. И хотя лучшие кремниевые солнечные батареи имеют КПД 40%, тем не менее к полимерным батареям во всем мире проявляют очень сильный интерес. Правда технология производства таких батарей находится пока еще в ранней стадии своего развития.

Первые полимерные батареи в промышленных масштабах начали выпускать в Дании.

Совсем недавно датская компания Mekoprint A/S запустила первую линию, на которой будут производится полимерные солнечные батареи. Компания около 10 лет занималась проектно-конструкторскими работами и вот теперь готова к массовому выпуску таких батарей.

Производство заключается в многослойной печати солнечного фотоэлемента на гибкую пленку, которую затем можно скручивать, разрезать и делать из пленки солнечные батареи абсолютно любых размеров.

По заявлениям специалистов компании, основной плюс полимерных батарей это их дешевизна. Их производство обойдется компании как минимум в 2 раза дешевле, чем производство обычных, кремниевых батарей. Это обстоятельство, в свою очередь, скажется на рыночной стоимости полимерных батарей и в результате они станут намного доступнее.

Вторым плюсом полимерных батарей является их потрясающая гибкость. Такую батарею можно резать ножом, можно сворачивать в трубку, можно наклеить на любую поверхность совершенно произвольной формы.

При желании такую батарею можно наклеить даже на одежду (что и было однажды проделано датскими специалистами). Полимерная батарея была наклеена на обычную шапку. И в солнечную погоду мощности батареи вполне хватало на то, чтобы от нее работал небольшой переносной радиоприемник.

И наконец, нельзя не упомянуть и о чистоте процесса производства таких батарей. Оказывается. их производство не вреднее, чем производство обычной пластиковой посуды и о вредных выбросах в атмосферу, происходящих при производстве обычных батарей из кремния скоро можно забыть.

Вполне возможно, что через какое-то время мы забудем о газе и угле, так как при дальнейшем развитии этой технологии вполне возможно что вырабатываемая электроэнергия с использованием солнечных полимерных батарей окажется дешевле процесса получения электроэнергии путем сжигания традиционных энергоносителей.

Андрей Повный, Электрик Инфо

energo.kcnti.ru

WikiZero - Полимерные солнечные батареи

open wikipedia design.

Полимерные солнечные батареи — разновидность солнечных батарей, которые производят электричество из солнечного света. Берет своё начало с 1992 года, когда впервые были опубликованы данные о переносе заряда с полупроводникового полимера на акцептор.[1] Относительно новая технология, активно исследуемая в университетах, национальных лабораториях и нескольких компаниях по всему миру. Демонстрируются устройства-прототипы с эффективностью конверсии энергии 11,5 %.[2]

Функциональный прототип производства Beletric OPV

Устройство полимерной солнечной батареи[править | править код]

Полимерные солнечные батареи обычно представляют собой послойно наложенные друг на друга тонкие пленки из полимерных материалов, выполянющие различные функции.[3] В зависимости от субстрата, толщина одной батареи может быть от 500 нанометров.[4] Так, на прозрачную полимерную основу (субстрат), покрытую проводящим слоем оксида индия-олова, служащую электродом, наносят фотоактивный слой, состоящий из электрон-акцептора и электрон-донора.[5]

Есть два типа фотоактивных слоев:

Поверх фотоактивного слоя располагается металлический электрод, кальциевый, алюминиевый или серебряный, в зависимости от архитектуры батареи. В современных образцах между фотоактивных слоем и электродами помещают дополнительные слои: электрон-проводящие или дырко-проводящие, или соответственно электрон-блокирующие и дырко-блокирующие. Расположение этих слоев относительно фотоактивного слоя определяется архитектурой батареи.[8]

Полимерная солнечная батарея стандартной архитектуры

Низкая стабильность обусловлена тем фактом, что в стандартных батареях в качестве электрода используется кальций, который быстро окисляется на воздухе до кальция оксида, который имеет худшую проводимость. В свою очередь, обратная архитектура позволяет использовать в качестве электродов серебро и золото, более устойчивые к окислению.[9]

Для улучшения экстракции электронов в перевернутых батареях часто используют прозрачные проводящие оксиды, такие как титана оксид и цинка оксид, часто в виде наночастиц или наноструктурированных пленок. В последнее время больше внимания уделяется исследованиям других слоев, способных улучшать экстракцию электронов, в том числе полимерных.

Для улучшения экстракции дырок применяются прозрачные проводящие полимеры, например смесь поли(3,4-этилендиокситиофена) и полистиролсульфоната (PEDOT:PSS) или другие проводящие оксиды с более подходящими для этого электронными уровнями, такие как ванадия оксид, молибдена оксид. В последнее время все больший интерес вызывают полупроводники на основе графена и графена оксида.

Физические процессы в полимерных батареях[

www.wikizero.com

Полимерные солнечные батареи — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Устройство полимерной солнечной батареи

Есть два типа фотоактивных слоев:

Поверх фотоактивного слоя раполагается металлический электрод, кальциевый, алюминиевый или серебряный, в зависимости от архитектуры батареи. В современных образцах между фотоактивных слоем и электродами помещают дополнительные слои: электрон-проводящие или дырко-проводящие, или соответственно электрон-блокирующие и дырко-блокирующие. Расположение этих слоев относительно фотоактивного слоя определяется архитектурой батареи.[8]

Архитектура батареи бывает двух типов: прямая (стандартная) или обратная (перевернутая). В перевернутой, как следует из названия, электрические заряды экстрагируются противоположными электродами. Так, исследования показали, что у батарей стандартной архитектуры эффективность выше, чем у перевернутых, однако стабильность ниже. Низкая стабильность обусловлена тем фактом, что в стандартных батареях в качестве электрода используется кальций, который быстро окисляется на воздухе до кальция оксида, который имеет худшую проводимость. В свою очередь, обратная архитектура позволяет использовать в качестве электродов серебро и золото, более устойчивые к окислению.[9]

Для улучшения экстракции дырок применяются прозрачные проводящие полимеры, например смесь поли(3,4-этилендиокситиофена) и полистиролсульфоната (PEDOT:PSS) или другие проводящие оксиды с более подходящими для жтого электронными уровнями, такие как ванадия оксид, молибдена оксид. В последнее время все больший интерес вызывают полупроводники на основе графена и графена оксида.

Физические процессы в полимерных батареях

Поглощение света

В полимерных солнечных батареях фотоактивный слой состоит из двух типов материалов: донора и акцептора. При попадании света на поверхность батареи, донор (обычно сопряженный полимер) поглощает фотон света. Длина волны (т.е. энергия) этого фотона зависит напрямую от химической структуры донора и его организации в пленке слоя (например, кристалличности). Поглощенная энергия фотона возбуждает электрон из основного состояния в возбужденное состояние, или из верхней занятой молекулярной орбитали (англ. HOMO) до низшей свободной молекулярной орбитали (англ. LUMO).[10]

Экситон

Полученная в результате такого возбуждения квазичастица называется экситон Френкеля и состоит из дырки (то есть отсутствия электрона, положительного заряда) и возбужденного электрона (отрицательного заряда).[11] Экситон не имеет заряда и не может служить носителем, однако может перемещаться по сопряженной системе донора. В зависимости от спинового состояния экситоны могут быть синглетными и триплетными. Срок жизни синглетного экситона составляет наносекунды, а триплетного около милисекунды или больше. При определенных условиях синглетный экситон может перейти в триплет.[12]

Экситон перемещается в системе донора не далее 5-20 нм, в зависимости от вида полимера. Далее он имеет две возможности:

Диссоциировать и разделиться на отдельные положительный и отрицательный заряды, если экситон встретит на своем пути акцептор;
Распасться с излучением поглощенной энергии (путём фосфоресценции или люминесценции, в зависимости от типа экситона), если ближайшая молекула донора расположена за пределами возможной длины перемещения экситона.

Для полимерных солнечных батарей последний путь представляет собой потерю эффективности: важны только экситоны, которые могут диссоциировать. Энергия сопряжения дырки и электрона в экситоне в полимерных системах очень высока, около 0,5-1 эВ и поэтому при комнатной температуре термодинамической составляющей недостаточно, чтобы разделить экситон на заряды.[13] Поэтому для разделения экситона важны два аспекта: отсутствие порядка в системе (англ. disorder) и присутствие второго компонента, акцептора.

Низшая свободная молекулярная орбиталь акцептора должна иметь меньшую энергию, чтобы инициировать диссоциацию экситона и облегчить переход электрона на молекулы акцептора. Так, диссоциация экситона происходит на границе двух фаз: донора и акцептора, поэтому эффективность диссоциации экситонов намного выше в системах со смешанными фазами.[14] Качество границ двух фаз, так называемого интерфейса, во многом определяет эффективность батареи, в особенности силу генерируемого тока. При диссоциации экситона, электрон переходит на акцептор, а дырка остается в фазе донора.

Комплекс переноса заряда

Однако, после диссоциации дырка и электрон не являются отдельными зарядами. Они пребывают на границе раздела фаз в связанном состоянии в виде так называемого переходного комплекса или комплекса переноса заряда (англ. charge transfer complex), состоящий из электрона и дырки, все еще связанных между собой, но с меньшей энергией, чем в экситоне.[15] Такой комплекс может или разделиться окончательно под действием внутреннего поля (определяемого разницей в энергетических уровнях донора и акцептора) или же рекомбинировать (объединиться в электрон на основном уровне без выделения энергии путём излучения).[16] Подобная рекомбинация назвается сдвоенной (geminate), потому что оба рекомбинирующих партнера имеют общее происхождение (из одного и того же экситона).

Транспорт электронов

Если же электрону и дырке удалось разделиться, то они перемещаются до электродов, где экстрагируются соответствуюшими электродами. Электрон перемещается по фазе акцептора до катода, а дырка – по фазе донора до анода. Если на своем пути отдельные заряды встречают противоположный заряд, который не попал к электроду по каким-то причинам, то они также рекомбинируют.[17] Такая рекомбинация называется не-сдвоенная, потому что рекомбинирующие электрон и дырка имеют различное происхождения (из разных экситонов). Рекомбинация зарядов является одним из факторов, ограничивающих эффективность солнечных батарей, так как рекомбинированные заряды не могут быть экстрагированы.[18]

Поскольку для успешного транспорта зарядов каждая фаза должна быть непрерывной во всем фотоактивном слое, чтобы заряд беспрепятственно добрался до электродов, наилучшая экстракция наблюдается в батареях, где слой акцептора нанесен на слой донора без перемешивания. Однако для диссоциации экситонов такой подход неэффективен из-за маленькой границы раздела фаз.

Так, оптимальная морфология фотоактивного слоя представляет собой компромисс между транспортом электронов и диссоциацией экситонов на границе фаз. Оптимальная морфология слоя зависит от большого числа факторов: химической структуры донора и акцептора, их термических свойств, температуры и растворителя, а также метода получения слоя.[19][20][21]

Сравнение с кремниевыми батареями

В сравнении с устройствами, основанными на кремниевой технологии, полимерные солнечные батареи легки (что важно для автономных датчиков малых размеров), доступны, недороги в производстве, гибки, оказывают незначительное влияние на окружающую среду, однако энергетический выход едва достигает одной четверти обычных кремниевых солнечных батарей.[22][23] Полимерные солнечные батареи также страдают значительным эффектом деградации: их эффективность снижается под воздействием окружающей среды. Хорошие защитные покрытия до сих пор не разработаны.

Открытым вопросом остаётся степень коммерческой конкуренции с кремниевыми солнечными батареями. Несмотря на то, что полимерные ячейки относительно дёшевы в производстве, индустрия кремниевых солнечных батарей имеет важное промышленное преимущество, будучи способной использовать кремниевую инфраструктуру, развитую для компьютерной индустрии. Однако, производители солнечных батарей находятся в невыгодном положении, поскольку вынуждены конкурировать с более крупной компьютерной индустрией в снабжении высококачественным кремнием.

Эффективность остаётся проблемой для этого типа технологии. Традиционные кремниевые батареи достигают эффективности 20 % и более. Наивысшая эффективность достигнута для солнечных батарей, используемых для питания космических спутников. Такие батареи демонстрируют эффективность до 40 %, что, соответственно, в два раза выше, чем имеют «наземные» батареи.

Другие солнечные батареи третьего поколения

См. также

Напишите отзыв о статье "Полимерные солнечные батареи"

Ссылки

↑ N.S. Sariciftci, L. Smilowitz, A.J. Heeger,F. Wudl, Photoinduced Electron Transfer from Conducting Polymers onto Buckminsterfullerene, Science 258, (1992) 1474
↑ [http://www.nrel.gov/ncpv/ NREL Таблица эффективности солнечных батарей]
↑ [http://www.energy.dtu.dk/english/Research/Polymer-Solar-Cells Polymer-Solar-Cells]
↑ [http://phys.org/news/2012-04-scientists-ultra-thin-solar-cells.html Scientists develop ultra-thin solar cells]
↑ [http://plasticphotovoltaics.org/lc/lc-polymersolarcells/lc-layer.html The layer stack]
↑ Yu, G.; Pakbaz, K.; Heeger, A. J. Appl. Phys. Lett. 1994, 64 (25), 3422–3424.
↑ [http://worldofmaterials.ru/233-perspektivnaya-alternativa-polimernye-solnechnye-batarei Мир современных материалов - Перспективная альтернатива: полимерные солнечные батареи]
↑ Litzov I., Brabec C.Development of Efficient and Stable Inverted Bulk Heterojunction (BHJ) Solar Cells Using Different Metal Oxide Interfaces. Materials 2013, 6, 5796-5820
↑ [http://plasticphotovoltaics.org/lc/lc-degradation/lc-spe/lc-spec-elec.html Electrodes]
↑ [http://plasticphotovoltaics.org/lc/lc-polymersolarcells/lc-how.html How do polymer solar cells work]
↑ [http://ecoportal.su/news.php?id=62636 Улавливание лучей: органические солнечные батареи делают прыжок вперед]
↑ [http://sfiz.ru/page.php?al=energiju_mozhno_peredava Энергию можно передавать с помощью триплетных экситонов]
↑ [http://femto.com.ua/articles/part_2/4626.html Экситон]
↑ [http://ko.com.ua/orientaciya_molekul_opredelyaet_jeffektivnost_organicheskih_solnechnyh_batarej_104682 Ориентация молекул определяет эффективность органических солнечных батарей]
↑ [http://ac.els-cdn.com/S0079670013000427/1-s2.0-S0079670013000427-main.pdf?_tid=bb490996-5a56-11e5-b6dc-00000aab0f02&acdnat=1442176606_1d69d82f9dbbffd33cfa1705ab08fce5|Scharber, M. C.; Sariciftci, N. S. Prog. Polym. Sci. 2013, 38 (12), 1929–1940. Open Access]
↑ [http://dssp.petrsu.ru/p/tutorial/ftt/Part11/part11.3.htm 11.3. Генерация и рекомбинация в полупроводниках и диэлектриках ]
↑ [http://femto.com.ua/articles/part_1/0718.html Генерация носителей заряда.]
↑ [http://foez.narod.ru/16.htm Процессы рекомбинации неравновесных носителей тока в полупроводниках]
↑ [http://www.nafigate.com/ru/section/portal/app/news/detail/70376 Более эффективные солнечные батареи]
↑ [http://econet.ru/articles/63106-organicheskie-solnechnye-batarei Органические солнечные батареи]
↑ [http://worldofmaterials.ru/172-raskryt-sekret-povysheniya-effektivnosti-solnechnykh-elementov Раскрыт секрет повышения эффективности солнечных элементов]
↑ [http://electrik.info/main/news/416-polimernye-solnechnye-batarei.html Полимерные солнечные батареи]
↑ [http://altenergiya.ru/sun/mnogoobrazie-vidov-solnechnyx-panelej.html#h3_2 Разбираемся в многообразии видов солнечных панелей]

[http://postnauka.ru/video/12085 Органические солнечные батареи (видео)]

Отрывок, характеризующий Полимерные солнечные батареи

КАК могли они объяснить совершающееся зверство?!! КАК могла римская церковь ПРОЩАТЬ (???) совершающим такое страшное преступление?! Ещё перед началом Альбигойского крестового похода, в 1199 году, Папа Инокентий III «милостиво» заявил: «Любой, исповедующий веру в бога, не совпадающую с церковной догмой, должен быть сожжён без малейшего на то сожаления». Крестовый поход на Катар назывался «За дело мира и веру»! (Negotium Pacis et Fidei)... Прямо у алтаря, красивый молодой рыцарь пытался размозжить череп пожилому мужчине... Человек не умирал, его череп не поддавался. Молодой рыцарь спокойно и методично продолжал лупить, пока человек наконец-то последний раз не дёрнулся и не затих – его толстый череп, не выдержав, раскололся... Объятая ужасом юная мать, в мольбе протянула ребёнка – через секунду, у неё в руках остались две ровные половинки... Маленькая кудрявая девчушка, плача с перепугу, отдавала рыцарю свою куклу – самое дорогое своё сокровище... Голова куклы легко слетела, а за ней мячиком покатилась по полу и голова хозяйки... Не выдержав более, горько рыдая, я рухнула на колени... Были ли это ЛЮДИ?! КАК можно было назвать вершившего такое зло человека?! Я не хотела смотреть это дальше!.. У меня больше не оставалось сил... Но Север безжалостно продолжал показывать какие-то города, с полыхавшими в них церквями... Эти города были совершенно пустыми, не считая тысяч трупов, брошенных прямо на улицах, и разлившихся рек человеческой крови, утопая в которой пировали волки... Ужас и боль сковали меня, не давая хоть на минуту вдохнуть. Не позволяя шевельнуться...

Что же должны были чувствовать «люди», отдававшие подобные приказы??? Думаю, они не чувствовали ничего вообще, ибо черным-черны были их уродливые, чёрствые души.

Вдруг я увидела очень красивый замок, стены которого были местами повреждены катапультами, но в основном замок оставался целым. Весь внутренний двор был валом завален трупами людей, утопавших в лужах собственной и чужой крови. У всех было перерезано горло...– Это Лавур (Lavaur), Изидора... Очень красивый и богатый город. Его стены были самыми защищёнными. Но озверевший от безуспешных попыток главарь крестоносцев Симон де Монтфор позвал на помощь весь сброд, какой только смог найти, и... 15 000 явившихся на зов «солдат Христовых» атаковали крепость... Не выдержав натиска, Лавур пал. Все жители, в том числе 400 (!!!) Совершенных, 42 трубадура и 80 рыцарей-защитников, зверски пали от рук «святых» палачей. Здесь, во дворе, ты видишь лишь рыцарей, защищавших город, и ещё тех, кто держал в руках оружие. Остальных же (кроме сожжённых Катар) зарезав, просто оставили гнить на улицах... В городском подвале убийцы нашли 500 спрятавшихся женщин и детей – их зверски убили прямо там... не выходя наружу... Во двор замка какие-то люди привели, закованную цепями, симпатичную, хорошо одетую молодую женщину. Вокруг началось пьяное гиканье и хохот. Женщину грубо схватили за плечи и бросили в колодец. Из глубины тут же послышались глухие, жалобные стоны и крики. Они продолжались, пока крестоносцы, по приказу главаря, не завалили колодец камнями... – Это была Дама Джиральда... Владелица замка и этого города... Все без исключения подданные очень любили её. Она была мягкой и доброй... И носила под сердцем своего первого нерождённого младенца. – Жёстко закончил Север. Тут он посмотрел на меня, и видимо сразу же понял – сил у меня просто больше не оставалось... Ужас тут же закончился. Север участливо подошёл ко мне, и, видя, что я всё ещё сильно дрожу, ласково положил руку на голову. Он гладил мои длинные волосы, тихо шепча слова успокоения. И я постепенно начала оживать, приходя в себя после страшного, нечеловеческого потрясения... В уставшей голове назойливо кружился рой незаданных вопросов. Но все эти вопросы казались теперь пустыми и неуместными. Поэтому, я предпочитала ждать, что же скажет Север. – Прости за боль, Изидора, но я хотел показать тебе правду... Чтобы ты поняла ношу Катар... Чтобы не считала, что они легко теряли Совершенных... – Я всё равно не понимаю этого, Север! Так же, как я не могла понять вашу правду... Почему не боролись за жизнь Совершенные?! Почему не использовали то, что знали? Ведь почти что каждый из них мог одним лишь движением истребить целую армию!.. Зачем же было сдаваться? – Наверное, это было то, о чём я так часто с тобой говорил, мой друг... Они просто не были готовы. – Не готовы к чему?! – по старой привычке взорвалась я. – Не готовы сохранить свои жизни? Не готовы спасти других, страдавших людей?! Но ведь всё это так ошибочно!.. Это неверно!!! – Они не были воинами, каким являешься ты, Изидора. – Тихо произнёс Север. – Они не убивали, считая, что мир должен быть другим. Считая, что они могли научить людей измениться... Научить Пониманию и Любви, научить Добру. Они надеялись подарить людям Знание... но не всем, к сожалению, оно было нужно. Ты права, говоря, что Катары были сильными. Да, они были совершенными Магами и владели огромной силою. Но они не желали бороться СИЛОЙ, предпочитая силе борьбу СЛОВОМ. Именно это их и уничтожило, Изидора. Вот почему я говорю тебе, мой друг, они были не готовы. А если уж быть предельно точным, то это мир не был готов к ним. Земля, в то время, уважала именно силу. А Катары несли Любовь, Свет и Знание. И пришли они слишком рано. Люди не были к ним готовы... – Ну, а как же те сотни тысяч, что по всей Европе несли Веру Катар? Что тянулись к Свету и Знаниям? Их ведь было очень много! – Ты права, Изидора... Их было много. Но что с ними стало? Как я уже говорил тебе раннее, Знание может быть очень опасным, если придёт оно слишком рано. Люди должны быть готовы, чтобы его принять. Не сопротивляясь и не убивая. Иначе это Знание не поможет им. Или ещё страшнее – попав в чьи-то грязные руки, оно погубит Землю. Прости, если тебя расстроил... – И всё же, я не согласна с тобою, Север... Время, о котором ты говоришь, никогда не придёт на Землю. Люди никогда не будут мыслить одинаково. Это нормально. Посмотри на природу – каждое дерево, каждый цветок отличаются друг от друга... А ты желаешь, чтобы люди были похожи!.. Слишком много зла, слишком много насилия было показано человеку. И те, у кого тёмная душа, не хотят трудиться и ЗНАТЬ, когда возможно просто убить или солгать, чтобы завладеть тем, что им нужно. За Свет и Знание нужно бороться! И побеждать. Именно этого должно не хватать нормальному человеку. Земля может быть прекрасной, Север. Просто мы должны показать ей, КАК она может стать чистой и прекрасной... Север молчал, наблюдая за мной. А я, чтобы не доказывать ничего более, снова настроилась на Эсклармонд... Как же эта девочка, почти ещё дитя, могла вынести такое глубокое горе?.. Её мужество поражало, заставляя уважать и гордиться ею. Она была достойной рода Магдалины, хотя являлась всего лишь матерью её далёкого потомка. И моё сердце снова болело за чудесных людей, чьи жизни обрывала всё та же церковь, лживо провозглашавшая «всепрощение»! И тут я вдруг вспомнила слова Караффы: «Бог простит всё, что творится во имя его»!.. Кровь стыла от такого Бога... И хотелось бежать куда глаза глядят, только бы не слышать и не видеть происходящее «во славу» сего чудовища!.. Перед моим взором снова стояла юная, измученная Эсклармонд... Несчастная мать, потерявшая своего первого и последнего ребёнка... И никто не мог ей толком объяснить, за что с ними вершили такое... За что они, добрые и невинные, шли на смерть... Вдруг в залу вбежал запыхавшийся, худенький мальчик. Он явно прибежал прямиком с улицы, так как из его широкой улыбки валом валил пар. – Мадам, Мадам! Они спаслись!!! Добрая Эсклармонд, на горе пожар!..

Эсклармонд вскочила, собираясь побежать, но её тело оказалось слабее, чем бедняжка могла предположить... Она рухнула прямиком в отцовские объятия. Раймонд де Перейль подхватил лёгкую, как пушинка, дочь на руки и выбежал за дверь... А там, собравшись на вершине Монтсегюра, стояли все обитатели замка. И все глаза смотрели только в одном направлении – туда, где на снежной вершине горы Бидорты (Bidorta) горел огромный костёр!.. Что означало – четверо беглецов добрались до желанной точки!!! Её отважный муж и новорождённый сынишка спаслись от звериных лап инквизиции и могли счастливо продолжать свою жизнь. Вот теперь всё было в порядке. Всё было хорошо. Она знала, что взойдёт на костёр спокойно, так как самые дорогие ей люди жили. И она по-настоящему была довольна – судьба пожалела её, позволив это узнать.... Позволив спокойно идти на смерть. На восходе солнца все Совершенные и Верящие катары собрались в Храме Солнца, чтобы в последний раз насладиться его теплом перед уходом в вечность. Люди были измученные, замёрзшие и голодные, но все они улыбались... Самое главное было выполнено – потомок Золотой Марии и Радомира жил, и оставалась надежда, что в один прекрасный день кто-нибудь из его далёких правнуков перестроит этот чудовищно несправедливый мир, и никому не надо будет больше страдать. В узком окне зажёгся первый солнечный луч!.. Он слился со вторым, третьим... И по самому центру башни загорелся золотистый столб. Он всё больше и больше расширялся, охватывая каждого, стоящего в ней, пока всё окружающее пространство полностью не погрузилось в золотое свечение.

Это было прощание... Монтсегюр прощался с ними, ласково провожая в другую жизнь... А в это время внизу, у подножья горы, складывался огромный страшный костёр. Вернее, целое строение в виде деревянной площадки, на которой «красовались» толстые столбы... Более двухсот Совершенных начали торжественно и медленно спускаться по скользкой, и очень крутой каменной тропинке. Утро стояло ветреное и холодное. Солнце глянуло из-за туч лишь на коротенькое мгновение... чтобы обласкать напоследок своих любимых детей, своих Катар, идущих на смерть... И снова ползли по небу свинцовые тучи. Оно было серым и неприветливым. И чужим. Всё вокруг было промёрзлым. Моросящий воздух напитывал влагой тонкие одежды. Пятки идущих застывали, скользя по мокрым камням... На горе Монтсегюр всё ещё красовался последний снег.

Внизу озверевший от холода маленький человек хрипло орал на крестоносцев, приказывая срубить побольше деревьев и тащить в костёр. Пламя почему-то не разгоралось, а человечку хотелось, чтобы оно полыхало до самих небес!.. Он заслужил его, он ждал этого десять долгих месяцев, и вот теперь оно свершилось! Ещё вчера он мечтал побыстрее возвратиться домой. Но злость и ненависть к проклятым катарам брала верх, и теперь ему уже хотелось только одного – видеть, как наконец-то будут полыхать последние Совершенные. Эти последние Дети Дьявола!.. И только тогда, когда от них останется лишь куча горячего пепла, он спокойно пойдёт домой. Этим маленьким человечком был сенешаль города Каркасона. Его звали Хюг де Арси (Hugues des Arcis). Он действовал от имени его величества, короля Франции, Филиппа Августа. Катары спускались уже намного ниже. Теперь они двигались между двух угрюмых, вооружённых колон. Крестоносцы молчали, хмуро наблюдая за процессией худых, измождённых людей, лица которых почему-то сияли неземным, непонятным восторгом. Это охрану пугало. И это было, по их понятию, ненормально. Эти люди шли на смерть. И не могли улыбаться. Было что-то тревожное и непонятное в их поведении, от чего охранникам хотелось уйти отсюда побыстрей и подальше, но обязанности не разрешали – приходилось смиряться. Пронизывающий ветер развевал тонкие, влажные одежды Совершенных, заставляя их ёжиться и, естественно, жаться ближе друг к другу, что сразу же пресекалось охраной, толкавшей их двигаться в одиночку. Первой в этой жуткой похоронной процессии шла Эсклармонд. Её длинные волосы, на ветру развеваясь, закрывали худую фигурку шёлковым плащом... Платье на бедняжке висело, будучи невероятно широким. Но Эсклармонд шла, высоко подняв свою красивую головку и... улыбалась. Будто шла она к своему великому счастью, а не на страшную, бесчеловечную смерть. Мысли её блуждали далеко-далеко, за высокими снежными горами, где находились самые дорогие ей люди – её муж, и её маленький новорождённый сынишка... Она знала – Светозар будет наблюдать за Монтсегюром, знала – он увидит пламя, когда оно будет безжалостно пожирать её тело, и ей очень хотелось выглядеть бесстрашной и сильной... Хотелось быть его достойной... Мать шла за нею, она тоже была спокойна. Лишь от боли за любимую девочку на её глаза время от времени наворачивались горькие слёзы. Но ветер подхватывал их и тут же сушил, не давая скатиться по худым щекам.

o-ili-v.ru

Полимерные солнечные батареи - Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 марта 2013; проверки требуют 16 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 марта 2013; проверки требуют 16 правок.

Функциональный прототип производства Beletric OPV

Устройство полимерной солнечной батареи[ | ]

Есть два типа фотоактивных слоев:

encyclopaedia.bid

Полимерные солнечные батареи Вики

Функциональный прототип производства Beletric OPV

Устройство полимерной солнечной батареи[ | код]

Есть два типа фотоактивных слоев:

Полимерная солнечная батарея стандартной архитектуры

Физические процессы в полимерных батареях[ | код]

Поглощение света[ | код]

Экситон[ | код]

Диссоциировать и разделиться на отдельные положительный и отрицательный заряды, если экситон встретит на своем пути акцептор;
Распасться с излучением поглощенной энергии (путём фосфоресценции или люминесценции, в зависимости от типа экситона), если ближайшая молекула донора расположена за пределами возможной длины перемещения экситона.

Комплекс переноса заряда[ | код]

Однако, после диссоциации дырка и электрон не являются отдельными зарядами. Они пребывают на границе раздела фаз в связанном состоянии в виде так называемого переходного комплекса или комплекса переноса заряда (англ. charge transfer complex), состоящий из электрона и дырки, все еще связанных между собой, но с меньшей энергией, чем в экситоне.[15] Такой комплекс может или разделиться окончательно под действием внутреннего поля (определяемого разницей в энергетических уровнях донора и акцептора) или же рекомбинировать (объединиться в электрон на основном уровне без выделения энергии путём излучения).[16] Подобная рекомбинация называется сдвоенной (geminate), потому что оба рекомбинирующих партнера имеют общее происхождение (из одного и того же экситона).

Транспорт электронов[ | код]

Если же электрону и дырке удалось разделиться, то они перемещаются до электродов, где экстрагируются соответствующими электродами. Электрон перемещается по фазе акцептора до катода, а дырка – по фазе донора до анода. Если на своем пути отдельные заряды встречают противоположный заряд, который не попал к электроду по каким-то причинам, то они также рекомбинируют.[17] Такая рекомбинация называется не-сдвоенная, потому что рекомбинирующие электрон и дырка имеют различное происхождения (из разных экситонов). Рекомбинация зарядов является одним из факторов, ограничивающих эффективность солнечных батарей, так как рекомбинированные заряды не могут быть экстрагированы.[18]

Сравнение с кремниевыми батареями[ | код]

Другие солнечные батареи третьего поколения[ | код]

См. также[ | код]

Ссылки[ | код]

↑ N.S. Sariciftci, L. Smilowitz, A.J. Heeger,F. Wudl, Photoinduced Electron Transfer from Conducting Polymers onto Buckminsterfullerene, Science 258, (1992) 1474
↑ NREL Таблица эффективности солнечных батарей Архивировано 19 июля 2015 года.
↑ Polymer-Solar-Cells
↑ Scientists develop ultra-thin solar cells
↑ The layer stack
↑ Yu, G.; Pakbaz, K.; Heeger, A. J. Appl. Phys. Lett. 1994, 64 (25), 3422–3424.
↑ Мир современных материалов - Перспективная альтернатива: полимерные солнечные батареи
↑ Litzov I., Brabec C.Development of Efficient and Stable Inverted Bulk Heterojunction (BHJ) Solar Cells Using Different Metal Oxide Interfaces. Materials 2013, 6, 5796-5820
↑ Electrodes
↑ How do polymer solar cells work
↑ Улавливание лучей: органические солнечные батареи делают прыжок вперед
↑ Энергию можно передавать с помощью триплетных экситонов
↑ Экситон
↑ Ориентация молекул определяет эффективность органических солнечных батарей
↑ M. C.; Sariciftci, N. S. Prog. Polym. Sci. 2013, 38 (12), 1929–1940. Open Access
↑ 11.3. Генерация и рекомбинация в полупроводниках и диэлектриках
↑ Генерация носителей заряда.
↑ Процессы рекомбинации неравновесных носителей тока в полупроводниках
↑ Более эффективные солнечные батареи
↑ Органические солнечные батареи
↑ Раскрыт секрет повышения эффективности солнечных элементов
↑ Полимерные солнечные батареи
↑ Разбираемся в многообразии видов солнечных панелей

ru.wikibedia.ru

Полимерные солнечные батареи

С каждым годом, ученые все больше задумываются об альтернативных источниках энергии. Основными факторами являются экологичность и низкая себестоимость. Всем известные солнечные батареи, прекрасно зарекомендовали себя как экологически чистые, но вот в ценовом сегменте они очень проигрывают полимерным солнечным батареям.

В солнечных батареях все кремниевые фотоэлементы преобразуют энергию Солнца в электрический ток, но требуют дополнительных затрат на свое охлаждение. В связи с этим, ученые из десятков исследовательских институтов, решили проблему с более эффективным способом преобразования солнечной энергии.

Были созданы полимерные фотоэлементы, представляющие из себя пленку, в составе которой находится активный слой полимеров, алюминиевые электроды, гибкая органическая подложка, защитный слой. Чтобы создать рулон из полимерных солнечных батарей, по отдельности все фотоэлементы объединяют между собой. Главными достоинствами таких батарей, является их компактность, гибкость, легкость. Они значительно дешевле солнечных батарей, так как для их производства не требуется дорогой кремний, и экологически чистые. Единственным недостатком является низкая способность преобразования солнечной энергии.

В промышленных масштабах полимерные солнечные батареи начали производить в Дании. Одна из датских компаний, уже запустила на рынок первую линию таких батарей, и утверждает, что уже готова к массовому производству. Технология производства заключается в многослойной печати фотоэлемента на гибкой пленке, которую можно будет резать под любой размер батарей и скручивать. Как утверждают представители компании, основным плюсом таких батарей, будет их низкая стоимость. Они обойдутся производителям в 2 раза дешевле, чем кремниевые батареи.

Еще одно их достоинство – уникальная гибкость. Такие батареи можно будет резать ножом, сворачивать в рулон, клеить на любую поверхность различной формы. На одном эксперименте, датские специалисты наклеили полимерные батареи на шапку. Этого было достаточно, чтобы в солнечную погоду мощности батареи хватило на работу переносного радиоприемника.

Не стоит забывать о чистоте производства полимерных батарей. Самое главное, что не происходит вредных выбросов в атмосферу, как при производстве кремниевых батарей.

С современными темпами развития науки, мы очень скоро забудем об угле и газе, ведь производство электроэнергии с помощью солнечных батарей, оказывается дешевле, чем получение электроэнергии с помощью сжигания энергоносителей.

energo.kcnti.ru

Полимерные солнечные батареи — Machinepedia

Гибкие полимерные солнечные батареи

Полимерные солнечные батареи — разновидность солнечных батарей, которые производят электричество из солнечного света. Относительно новая технология, активно исследуемая в университетах, национальных лабораториях и нескольких компаниях по всему миру. Демонстрируются устройства-прототипы с эффективностью конверсии энергии 5 %.

В сравнении с устройствами, основанными на кремниевой технологии, полимерные солнечные батареи легки (что важно для автономных датчиков малых размеров), доступны, недороги в производстве, гибки, оказывают незначительное влияние на окружающую среду, однако энергетический выход едва достигает одной четверти обычных кремниевых солнечных батарей. Полимерные солнечные батареи также страдают значительным эффектом деградации: их эффективность снижается под воздействием окружающей среды. Хорошие защитные покрытия до сих пор не разработаны.

machinepedia.org

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

Строительные работы в Севастополе

Наши услуги

Полимерные солнечные батареи. Солнечные полимерные батареи

Полимерные солнечные батареи | Энергоснабжение. Энергосбережение Курск.

WikiZero - Полимерные солнечные батареи

Устройство полимерной солнечной батареи[править | править код]

Физические процессы в полимерных батареях[

Полимерные солнечные батареи — Википедия (с комментариями)

Устройство полимерной солнечной батареи

Физические процессы в полимерных батареях

Поглощение света

Экситон

Комплекс переноса заряда

Транспорт электронов

Сравнение с кремниевыми батареями

Другие солнечные батареи третьего поколения

См. также

Напишите отзыв о статье "Полимерные солнечные батареи"

Ссылки

Отрывок, характеризующий Полимерные солнечные батареи

Полимерные солнечные батареи - Википедия

Устройство полимерной солнечной батареи[ | ]

Полимерные солнечные батареи Вики

Устройство полимерной солнечной батареи[ | код]

Физические процессы в полимерных батареях[ | код]

Поглощение света[ | код]

Экситон[ | код]

Комплекс переноса заряда[ | код]

Транспорт электронов[ | код]

Сравнение с кремниевыми батареями[ | код]

Другие солнечные батареи третьего поколения[ | код]

См. также[ | код]

Ссылки[ | код]

Полимерные солнечные батареи

Полимерные солнечные батареи — Machinepedia