Introducere O echipă de ingineri de la Universitatea Lehigh a creat un material care ar putea îmbunătăți semnificativ eficiența panourilor solare. Un prototip folosind acest material ca strat activ într-o celulă solară prezintă o absorbție fotovoltaică medie de 80%, o rată ridicată de generare a purtătorilor fotoexcitați și o eficiență cuantică externă (EQE) de până la 190% – o măsură care depășește cu mult limita teoretică de eficiență Shockley-Queisser pentru materialele pe bază de siliciu și împinge domeniul materialelor cuantice pentru fotovoltaice către noi culmi. Acest lucru reprezintă un salt semnificativ în înțelegerea și dezvoltarea soluțiilor energetice durabile, evidențiind abordări inovatoare care ar putea redefini eficiența și accesibilitatea energiei solare în viitorul apropiat”, a declarat Chinedu Ekuma, profesor de fizică, care a publicat un articol despre dezvoltarea materialului împreună cu doctorandul de la Lehigh, Srihari Kastuar, în revista Science Advances. Proprietățile materialului și principalele beneficii Saltul de eficiență al materialului se datorează în mare măsură „stărilor intermediare de bandă”, nivele de energie specifice poziționate în structura electronică a materialului într-un mod care le face ideale pentru conversia energiei solare. Aceste stări au nivele de energie în intervalul sub-benzilor optimale – intervalul de energie în care materialul poate absorbi eficient lumina solară și poate produce purtători de sarcină – de aproximativ 0,78 și 1,26 electronvolți. În plus, materialul se comportă în special bine cu niveluri ridicate de absorbție în regiunile infraroșu și vizibil ale spectrului electromagnetic. Schemă a celulei solare cu strat subțire, având CuxGeSe/SnS ca strat activ. Credit: Laboratorul Ekuma / Universitatea Lehigh Funcționalitate și diferențe În celulele solare tradiționale, eficiența cuantică externă maximă (EQE) este de 100%, reprezentând generarea și colectarea unui electron pentru fiecare foton absorbit din lumina soarelui. Cu toate acestea, unele materiale și configurații avansate dezvoltate în ultimii ani au demonstrat capacitatea de a genera și colecta mai mult de un electron din fotoni de înaltă energie, reprezentând o EQE de peste 100%. În timp ce materialele care permit Generarea Multiplă de Excitoni (MEG) nu au fost încă comercializate pe scară largă, ele au potențialul de a crește semnificativ eficiența sistemelor de energie solară. În materialul dezvoltat de către cercetătorii de la Lehigh, stările intermediare de bandă permit captarea energiei fotonilor care este pierdută de către celulele solare tradiționale, inclusiv prin reflexie și producția de căldură. Advetisement Dezvoltarea materialului și potențial Cercetătorii au dezvoltat materialul inovator profitând de “spațiile van der Waals”, spații atomic de mici dimensiuni între materialele bidimensionale stratificate. Aceste spații pot confina molecule sau ioni, iar oamenii de știință ai materialelor le folosesc în mod obișnuit pentru a insera sau “intercala” alte elemente pentru a ajusta proprietățile materialelor. Pentru a dezvolta materialul lor inovator, cercetătorii de la Lehigh au inserat atomi de cupru zerovalent între straturile unui material bidimensional format din selenid de germaniu (GeSe) și sulfid de staniu (SnS). Ekuma, expert în fizica materiei condensate computaționale, a dezvoltat prototipul ca o dovadă a conceptului după modelarea extensivă a sistemului pe computer, care a demonstrat promisiunea teoretică. “Răspunsul său rapid și eficiența îmbunătățită indică puternic potențialul Cu-intercalat GeSe/SnS ca material cuantic pentru utilizare în aplicații fotovoltaice avansate, oferind o cale pentru îmbunătățiri ale eficienței în conversia energiei solare”, a spus el. “Este un candidat promițător pentru dezvoltarea celulelor solare de înaltă eficiență de următoare generație, care vor juca un rol crucial în satisfacerea nevoilor globale de energie.” Deși integrarea noului material cuantic proiectat în sistemele actuale de energie solară va necesita cercetare și dezvoltare suplimentară, Ekuma subliniază că tehnica experimentală utilizată pentru a crea aceste materiale este deja foarte avansată. Oamenii de știință au reușit, de-a lungul timpului, să stăpânească o metodă care inseră precis atomi, ioni și molecule în materiale. Referințe: “Stări intermediare de bandă ajustate chimic în materialul cuantic subțire CuxGeSe/SnS pentru aplicații fotovoltaice” de Srihari M. Kastuar și Chinedu E. Ekuma, 10 aprilie 2024, Science Advances.DOI: 10.1126/sciadv.adl6752 Cercetarea a fost finanțată în parte printr-o subvenție din partea Departamentului de Energie al Statelor Unite. Advertisement
Aboneaza-te la newsletter!
Fii primul care află ultimele noutăți din domeniu și nu rata nici un articol nou!
Autor: Expert Point
Introducere O echipă de ingineri de la Universitatea Lehigh a creat un material care ar putea îmbunătăți semnificativ eficiența panourilor solare. Un prototip folosind acest material ca strat activ într-o celulă solară prezintă o absorbție fotovoltaică medie de 80%, o rată ridicată de generare a purtătorilor fotoexcitați și o eficiență cuantică externă (EQE) de până la 190% – o măsură care depășește cu mult limita teoretică de eficiență Shockley-Queisser pentru materialele pe bază de siliciu și împinge domeniul materialelor cuantice pentru fotovoltaice către noi culmi.Acest lucru reprezintă un salt semnificativ în înțelegerea și dezvoltarea soluțiilor energetice durabile, evidențiind abordări inovatoare…
În Cluj se poate! Universitatea “Babeș-Bolyai” (UBB) din Cluj-Napoca are în plan implementarea unui proiect inovator care își propune să transforme căminele universitare în surse de energie electrică regenerabilă, prin instalarea de panouri fotovoltaice. Acest proiect a fost câștigat de către UBB printr-o finanțare europeană în valoare de 6,5 milioane de lei și are ca obiectiv principal creșterea eficienței energetice prin utilizarea energiei solare pentru autoconsum în cantină și căminele UBB din campusul universitar Hașdeu.Potrivit declarațiilor transmise într-un comunicat de presă, proiectul, finanțat de Ministerul Energiei, vizează instalarea unui parc fotovoltaic cu o capacitate de 1.02245 MW și un factor…
Energia verde câștigă teren de la zi la zi Așa cum ne apropiem de sezonul de vară, cu zilele însorite și un vânt prielnic care bate din ce în ce mai des, putem observa o creștere semnificativă a producției de energie electrică din surse regenerabile. Panourile fotovoltaice și turbinele eoliene devin tot mai eficiente, contribuind în mod substanțial la necesarul național de energie. În acest context, devine evidentă tranziția graduală către sursele de energie mai curate și sustenabile.Energia solară și cea eoliană au început să ocupe o pondere tot mai mare în mixul energetic al unei țări, reprezentând acum o…
România poate învăța multe din experiența altor țări mai dezvoltate în domeniul fotovoltaic, atât din succesele, cât și din obstacolele întâmpinate pe parcursul implementării și extinderii infrastructurii de energie solară.Unul dintre obstacolele majore cu care se confruntă România este lipsa unei politici energetice stabile și coerente pe termen lung. Trecerea de la un guvern la altul aduce schimbări în direcția și prioritățile politicii energetice, ceea ce poate descuraja investitorii și poate încetini dezvoltarea sectorului fotovoltaic. Învățând din exemplul altor țări, România ar putea implementa politici clare, cu obiective și strategii pe termen lung pentru promovarea energiei solare, oferind astfel siguranță…
Ce este și cum a apărut toată ideea taxării energiei solare? Subiectul taxei pe energie solară a generat o serie de dezbateri în România în ultima perioadă. Această taxă presupune că fiecare proprietar de panouri solare ar trebui să contribuie cu o sumă pentru energia generată de acestea și folosită în rețeaua electrică națională. Cu toate acestea, până în prezent, nu există în România nicio legislație care să instituie o astfel de taxă.În ceea ce privește sectorul energetic, România are un potențial imens în domeniul energiei regenerabile. Țara noastră dispune de o gamă bogată de resurse naturale, printre care se…
Evoluția pieței energetice din Asia: ascensiunea surselor regenerabile Pe parcursul multor ani, Asia s-a bazat preponderent pe centralele electrice pe cărbune pentru satisfacerea nevoilor energetice. Cărbunele era o resursă accesibilă, tehnologia de utilizare era simplă și, în absența restricțiilor privind emisiile de CO2, reprezenta cea mai ieftină soluție de generare a energiei electrice.Totuși, anul 2023 a marcat o schimbare semnificativă: costul amortizat al energiei regenerabile a scăzut considerabil datorită proliferării instalațiilor de acest tip. Sursele regenerabile au devenit competitive din punct de vedere economic cu centralele pe combustibili fosili, precum cele pe cărbune și gaze naturale.De remarcat este scăderea drastică…
Cele mai importante știri din luna februarie a anului 2024, prezentate pe scurt România relansează apelul pentru investiții în baterii pentru centralele fotovoltaice Ministerul Energiei din România a relansat o licitație competitivă pentru stocarea energiei în baterii destinate integrării energiei regenerabile în rețea. Licitația vizează cel puțin 240 MW și 480 MWh de capacitate de stocare.Anunțul a fost făcut pe 8 februarie, iar scopul este ca sistemele de stocare a energiei cu baterii (BESS) cu o durată de funcționare de 2 ore să fie operaționale până la jumătatea anului 2026.Ministerul a emis un ghid tehnic cu criteriile de selecție, iar…
Noțiuni introductive Celulele fotovoltaice semitransparente reprezinta o noua generatie de tehnologie solara, care are potentialul de a transforma modul in care producem si consumam energie. Spre deosebire de panourile solare traditionale, care sunt opace si blocheaza lumina soarelui, celulele fotovoltaice semitransparente permit trecerea luminii, oferind o varietate de aplicatii inovative.Aceste celule pot fi integrate in diverse materiale de constructie, cum ar fi ferestre, pereti si acoperisuri, transformand cladirile in surse de energie verde. Pot fi utilizate si in sere, pergole, terase si chiar in vehicule electrice.Pe masura ce tehnologia se maturizeaza, celulele fotovoltaice semitransparente au potentialul de a revolutiona industria…
De ce au aparut panourile fotovoltaice flexibile? Lumea se confruntă cu o criză energetică fără precedent, iar nevoia de a găsi surse alternative de energie verde devine tot mai urgentă. Panourile solare tradiționale au contribuit semnificativ la combaterea schimbărilor climatice, dar rigiditatea lor le limitează aplicabilitatea. Aici intervin panourile solare flexibile, o inovație revoluționară care redefinește modul în care generăm energie verde.Spre deosebire de panourile solare rigide fabricate din sticlă, panourile solare flexibile sunt fabricate din materiale subțiri și maleabile, oferindu-le o serie de avantaje unice:Versatilitate: Pot fi instalate pe o gamă largă de suprafețe, inclusiv acoperișuri curbate, rulote, vehicule…
Brașov- capitala verde a României Primăria Brașov este hotărâtă să facă din orașul său capitala verde a României și continuă să demareze proiecte menite să realizeze acest obiectiv ambițios. Aceste inițiative includ soluții inovatoare care să protejeze mediul înconjurător, cum ar fi promovarea transportului ecologic, adoptarea surselor de energie verde și îmbunătățirea mobilierului urban. Astfel, Brașovul nu numai că va deveni mai prietenos cu mediul, dar va și inspira alte comunități să urmeze exemplul său în direcția unei dezvoltări sustenabile și responsabile. Banci smart solare montate in Brașov. Sursa: https://brasovmetropolitan.ro/ Caracteristici cheie Băncile smart cu panouri fotovoltaice din Brașov sunt…