QUT

Исследователи использовали углеродные точки, созданные из отходов человеческого волоса из парикмахерской, чтобы создать своего рода «броню» для повышения эффективности передовых солнечных технологий.

В исследовании, Исследователи под руководством профессора Хунся Ванга в сотрудничестве с доцентом Прашантом Сонаром из Центра материаловедения QUT показали, что углеродные наноточки можно использовать для улучшения характеристик перовскитных солнечных элементов.

Перовскитные солнечные элементы, относительно новая фотоэлектрическая технология, считаются лучшим кандидатом от фотоэлектрических систем для обеспечения недорогой и высокоэффективной солнечной электроэнергии в ближайшие годы. Они оказались столь же эффективными с точки зрения эффективности преобразования энергии, как и существующие в настоящее время коммерчески доступные солнечные элементы из монокристаллического кремния, но перед исследователями в этой области стоит задача сделать технологию более дешевой и стабильной.

В отличие от кремниевых элементов, они созданы из легко производимого компаунда, и, поскольку они гибкие, их можно использовать в таких сценариях, как одежда с питанием от солнечной энергии, рюкзаки, которые заряжают ваши устройства на ходу, и даже палатки, которые могут служить автономным источником питания. источники.

Это второе крупное исследование, связанное с тем, что углеродные точки, полученные из человеческого волоса, являются многофункциональным материалом.

В прошлом году доцент Прашант Сонар возглавил исследовательскую группу, в которую входил научный сотрудник Центра материаловедения Амандип Сингх Панну, которые превращали лоскуты волос в углеродные наноточки, разрушая волосы и затем сжигая их при 240 градусах Цельсия. В этом исследовании исследователи показали, что углеродные точки можно превратить в гибкие дисплеи, которые можно будет использовать в будущих интеллектуальных устройствах.

ПРОВЕРИТЬ: Первая в мире домашняя водородная батарея обеспечивает питание вашего дома в течение 3 дней, пригодна для вторичной переработки и не создает опасности возгорания

В этом новом исследовании опубликовано в Журнал химии материалов A , Исследовательская группа профессора Вана, в которую входили доктор Нгок Дуй Фам и господин Панну, работающие с группой профессора Прашанта Сонара, из любопытства использовали углеродные наноточки на перовскитных солнечных элементах. Команда профессора Ванга ранее обнаружила, что наноструктурированные углеродные материалы могут быть использованы для улучшения характеристик клетки.

После добавления раствора углеродных точек в процесс создания перовскитов команда профессора Ванга обнаружила, что углеродные точки образуют волнообразный слой перовскита, в котором кристаллы перовскита окружены углеродными точками.

«Это создает своего рода защитный слой, своего рода броню», – сказал профессор Ван.

«Он защищает перовскитовый материал от влаги и других факторов окружающей среды, которые могут вызвать повреждение материалов».

Исследование показало, что перовскитные солнечные элементы, покрытые углеродными точками, обладают более высокой эффективностью преобразования энергии и большей стабильностью, чем перовскитные элементы без углеродных точек.

Профессор Ван исследовал передовые солнечные элементы около 20 лет и работал с перовскитными элементами с момента их изобретения около десяти лет назад, с основной целью разработки экономичных, стабильных фотоэлектрических материалов и устройств, чтобы помочь решить проблему энергии в мир.

«Наша конечная цель – сделать солнечную электроэнергию более дешевой, более доступной, более долговечной и сделать фотоэлектрические устройства легкими, поскольку современные солнечные элементы очень тяжелые», – сказал профессор Ван.

«Большие проблемы в области перовскитных солнечных элементов заключаются в решении проблемы стабильности устройства, чтобы оно могло работать в течение 20 лет или дольше, и в разработке метода производства, подходящего для крупномасштабного производства.

«В настоящее время все зарегистрированные высокоэффективные перовскитные солнечные элементы производятся в контролируемой среде с чрезвычайно низким уровнем влажности и кислорода, с очень малой площадью элементов, что практически невозможно для коммерческого использования.

СВЯЗАННЫЕ С: Автомобиль Aptera на солнечной энергии с пробегом в 1000 миль получит 7000 предзаказов на поставку в 2021 году

«Чтобы сделать эту технологию коммерчески жизнеспособной, необходимо решить проблемы, связанные с производством эффективных, больших по площади, стабильных, гибких перовскитных солнечных панелей по невысокой цене.

«Это может быть достигнуто только путем глубокого понимания свойств материала при крупномасштабном производстве и в промышленно совместимых условиях».

Профессора Ванга особенно интересует, как в будущем перовскитовые ячейки можно будет использовать в космических аппаратах.

Международная космическая станция питается от четырех солнечных батарей, которые могут вырабатывать до 120 кВт электроэнергии. Но одним из недостатков современной технологии космических фотоэлементов является вес полезной нагрузки, позволяющей их доставить.

БОЛЕЕ: Новозеландский дизайнер создает гениальное окно в крыше на солнечных батареях, опресняющее воду для питья

Хотя перовскит был бы намного легче, одной из задач исследователей является разработка перовскитных ячеек, способных справляться с экстремальным излучением и широким диапазоном колебаний температуры в космосе – от минус 185 градусов до более 150 градусов по Цельсию.

Профессор Ван сказал, что решение может появиться через десять лет, но исследователи продолжают получать более глубокие знания в этой области.

В настоящее время исследовательская группа профессора Вана сотрудничает с профессором Дмитрием Гольбергом из Центра материаловедения QUT, чтобы понять свойства перовскитных материалов в экстремальных условиях окружающей среды, таких как сильное облучение электронным пучком и резкое изменение температуры.

«Я весьма оптимистичен, учитывая, насколько улучшилась эта технология, – сказал профессор Ван.

(СМОТРЕТЬ QUTвидео о нововведении ниже.)

Источник: Квинслендский технологический университет

ОСВЕЩАЙТЕ новостные ленты ваших друзей новыми инновациями – поделитесь этой историей …




#Исследователи #увеличивают #производительность #солнечных #элементов #используя #человеческие #волосы #из #парикмахерской

Source link