25 بهمن 1391

سلول خورشیدی با ساختار تمام کربنی

سلول خورشیدی با ساختار تمام کربنی

دانشمندان دانشگاه استنفورد امریکا برای اولین بار سلول خورشیدی با ساختار تمام کربنی ساخته اند که میتواند جایگزین مناسبی برای مواد گران قیمتی باشد که در حال حاضر در ادوات فوتو ولتائیک مورد استفاده قرار میگیرند. نتایج این تحقیق در ژورنال ACS Nano به چاپ رسیده است.

پروفسور Zhenan Bao در این زمینه اعتقاد دارد که کربن دارای پتانسیل بازدهی بالا و قیمت پایین است، وی در ادامه میگوید که بر اساس تحقیقات انجام گرفته در زمینه جذب انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انرژی الکتریکی (فوتو ولتائیک)، برای اولین بار آنها موفق به ساخت سلولهای خورشیدی شده اند که تمام اجزای آن از کربن ساخته شده اند.



بر خلاف سلول های خورشیدی کنونی که اساس کار آنها استفاده از مواد نیمه هادی همچون سیلیکون برای جذب انرژی خورشیدی است و به طور گسترده و تجاری تولید میشوند، سلول خورشیدی پیشنهادی محققان دانشگاه استنفورد بر اساس کربن کار میکند که به راحتی میتوان کربن را با استفاده از محلولهایی بر روی سطح سلول لایه نشانی کرد، در صورتی که سیلیکون ماده ای جامد، سخت و شکننده است و در نتیجه نمیتوان آن را به راحتی مانند محلول کربنی بر روی سطح سلول لایه نشانی کرد.
در ادامه پروفسور Bao اعتقاد دارد شاید بتوان در آینده بازارهای تجاری جدیدی برای سلول خورشیدی کربنی متصور بود که در آنها به سلول های خورشیدی انعطاف پذیر نیاز باشد، از جمله روی شیشه ها، خودرو، لباس سربازان که تجهیزات الکتریکی با خود حمل میکنند.
همچنیندر زمینه ساخت این ادوات باید به این نکته اشاره کرد که تکنیک لایه نشانی و یا آغشته کردن سطح به محلول برای لایه نشانی روشی بسیار کم هزینه تر در مقایسه با روشهای مورد استفاده در ساخت سایر ادوات نیمه هادی همچون کاشت یون توسط بیم و یا لیتوگرافی است. در این زمینه Michael Vosgueritchian ، یکی دیگر از اعضای این تیم تحقیقاتی میگوید: " ساخت سلول های خورشیدی سیلیکونی نیازمند مراحل مختلف و متعدد ساخت است اما ساختار ارائه شده در این تحقیق میتواند به سادگی با استفاده از لایه نشانی محلول کربونی محقق شود که نیازی به مراحل متعدد برای ساخت ندارد" در نتیجه هزینه ساخت این سلول خورشیدی به مراتب کمتر از هزینه ساخت سلول های سیلیکونی خواهد بود.
نانو ماده کربن
سلول خورشیدی ساخته شده در گروه پروفسور Bao متشکل از یک لایه فعال است که انرژی خورشیدی را جذب کرده و بین دو لایه الکترود ساندویچ شده است. در سلولهای خورشیدی لایه نازک معمولی الکترودها از مواد رسانا و اکسید قلع ایندیوم (ITO) ساخته میشوند. پروفسور Bao  در این زمینه میگوید که موادی مانند ایندیوم جزو مواد کمیاب هستند و با افزایش تقاضا برای استفاده از سلولهای خورشیدی، صفحات لمسی و مابقی ادوات الکترونیکی، قیمت اینگونه مواد به شدت افزایش پیدا خواهد کرد؛ اما کربن به وفور در زمین موجود است و بهای اندکی نیز دارد. 
بر همین اساس پروفسور Bao و همکارانش ب جای استفاده از نقره و ITO که سابق بر این در ساخت الکترودها مورد استفاده قرار میگرفتند، از گرافین و نانولوله های تک لایه استفاده کرده اند. برای درک بهتر از ابعاد نانولوله های کربنی تک لایه میتوان گفت که ابعاد آن در حدود ده هزار بار نازک تر از قطر یک تار مو است. دکتر Bao درباره دلیل استفاده از نانولوله های کربنی میگوید که این مواد دارای خاصیت هدایت بسیار بالا( همچون فلزلت ایده ال در فرکانس پایین) و خاصیت جذب نور هستند. همچنین در این ساختار از موادی که از نانولوله های کربنی و باکی بالها ساخته شده اند به عنوان لایع فعال سلول خورشیدی استفاده شده است.
یکی دیگر از اعضای این تیم تحقیقاتی درباره انجام چنین فعالیتی در سایر گروه های تحقیقاتی بیان میکند که سابق بر این گروه های دیگری نیز ساخت سلول خورشیدی تمام کربنی را گزارش کرده اند اما باید توجه کرد که در هیچ کدام یک از آنها از مواد کربنی برای ساخت الکترودها استفاده نشده است و تنها لایه فعال را توانسته بودند با استفاده از مواد کربنی بسازند.
با وجود تمام مزیت های ذکر شده برای سلول خورشیدی تمام کربنی اما این ساختارها راه زیادی تا تولید تجاری و جایگزین شدن با سلول های خورشیدی سیلیکونی کنونی دارند، دلیل این امر بازدهی پایین آن است. بر اساس نتایج به دست آمده از این تحقیق، نمونه آزمایشگاهی ساخته شده این ساختار تنها طول موج فروسرخ نزدیک را جذب میکند و بازدهی آن کمتر از یک درصد است اما پروفسور Bao امیدوار است بتوان با استفاده از موادی با کیفیت بالاتر و تکنیکهای ساخت دقیق تر بازدهی را به طور قابل ملاحظه ای افزایش داد. در این زمینه این تیم تحقیقاتی استنفورد به دنبال راهکارهایی عملی برای تشخیص مشکلات موجود و برطرف نمودن آنها به منظور افزایش عملکرد سلولهای خورشیدی تمام کربنی است. همچنین محققین به دنبال استفاده از نانومواد کربنی هستند که بتواند طیف وسیعی از نود خورشید، شامل نور مرعی را نیز جذب کند.
در خاتمه پروفسور Bao درباره سایر مزیتهای سلول خورشیدی تمام کربنی میگوید: مواد ساخته شده از کزبن بسیار مقاوم هستند. آنها حتی در دمای 1,100  فارنهایت نیز پایدار هستند.
توانایی عملکرد سلولهای خورشیدی تمام کربنی تحت شرایط سخت محیطی که سایر ادوت نیمه هادی توانایی کار در چنین شرایطی را ندارند یک مزیت عمده این ساختار است و شاید تا حدودی بازدهی پایین آن را قابل اغماض کند اما با توجه به نیازهای روزمره و نیاز تجاری رو به افزایش برای استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یکی از قویترین و سودمندترین منابع پاک موجود و در دسترس، نیاز به سلولهای خورشیدی با بازدهی بالا ارجح خواهند بود.به همین دلیل این تیم تحقیقاتی به دنبال راهکارهایی برای افزایش بازدهی سلولهای خورشیدی تمام کربنی هستند.


<
آخرین های : تازه های تکنولوژی
از سایر بخش ها...
پر بیننده ترین ها...
10  چیزی که آرزو داریم روزی اختراع شود

10 چیزی که آرزو داریم روزی اختراع شود

چیزهایی زیادی در این دنیا هست که ما دوست داریم صاحبش باشیم. داشتن تعدادی از آنها امکان پذیر است و برخی هم از آنها هم اختراع شده اند. اختراعات همیشه نیازمند ایده هستند. ایده هایی که فراتر از درک و تفکر همه انسان هاست. هیچکس داشتن WiFi را بر روی موبایلش پیش بینی نکرده بود درسته؟ اما اختراعاتی هستند که می توانند به طور کل زندگی تمام جهانیان را عوض کنند. در لیست ده تایی زیر مثال هایی زده ایم از چیزهایی که آرزو داریم اختراع شوند. اختراع بعضی از آنها امکان پذیر و برخی از آنها فقط یک رویا است.

مدل جدید تلویزیون هوشمند سامسونگ رونمایی شد

مدل جدید تلویزیون هوشمند سامسونگ رونمایی شد

شرکت الکترونیکی سامسونگ کره جنوبی در اقدامی برای محکم کردن جایگاه و پیشتازی خود در بازار تلویزیون های هوشمند و وسایل الکترونیکی، سه شنبه اقدام به رونمایی از طیف وسیعی از مدلهای جدید و پیشرفته تلویزیون های مجهز به اینترنت نمود تا در شرایط رکود اقتصاد جهانی همچنان پیشتاز در این عرصه باشد.

مرسدس بنز 2014

مرسدس بنز 2014

جدیدترین مدل مرسدس بنز SLS AMG سری Black در اتوشوی LA رونمایی خواهد شد. این مدل که اخیرا به سری Black پیوسته است، تاثیرگذارترین و خوش ساخت ترین عضو مجموعه است و در راستای ارتقای عملکرد و کاهش وزن اتومبیل های آن طراحی شده است. در زیر کاپوت آن یک موتور ارتقا یافته 6/2 لیتری 8 سیلندرv شکل نهفته است. نیروی تولیدی آن 39 اسب بخار افزایش یافته و به 622 اسب بخار رسیده است. محدوده دور موتور از 7200 دور در دقیقه به 8000 دور در دقیقه افزایش یافته است.

فیبر نوری

فیبر نوری

مخابرات نوری روشی است که در آن اطلاعات توسط پالس های نوری توسط فیبر نوری از یک نقطه به نقطه دیگر انتقال می یابند. در این روش امواج نوری که در واقع امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا هستند توسط اطلاعاتی که می خواهیم منتقل شوند، تغییر کرده و یا به عبارت دقیق تر مدوله می شود. برای آشنایی بیشتر با مخابرات نوری و شکل گیری فیبر نوری آشنایی با تاریخچه این تکنولوژی جالب توجه خواهد بود.

مروری بر فروشگاه اینترنتی محصولات الکترونیکی و کامپیوتری Online Shopping

مروری بر فروشگاه اینترنتی محصولات الکترونیکی و کامپیوتری Online Shopping

اگر به فکر خرید کالای الکترونیکی و یا کامپیوتری هستید و زمان کافی برای رفتن به مراکز خرید و پاساژ های عرضه کننده آنها را ندارید... اگر می خواهید از ترافیک به دور باشید و هزینه های رفت و آمد برای خرید کالای مورد نظرتان را حذف کنید... خرید از فروشگاه های اینترنتی یکی از بهترین راه حل ها ست. در اینجا مروری داریم بر فروشگاه های اینترنتی ایرانی که به عرضه محصولات الکترونیکی و کامپیوتری می پردازند: