Кажете и дума за органичните фотоволтаици
Кажете и дума за органичните фотоволтаици. Част 2
В първата част на тази дълга история беше показано, че няма да е много лесно да се победи кристалното силициево чудовище от фотоволтаици, особено органичните молекули, но наистина ли е така? Какво има в третото поколение слънчеви клетки, което предишните две нямат?!
Разбира се, сега е трудно да се говори за някакви конкретни цифри, тъй като самият пазар все още се формира: търсенето и предлагането не са балансирани, технологиите просто се придвижват от лаборатории към експериментални производствени площадки. Въпреки това, както видяхме на примера с кристален силиций, е много трудно да се говори за бъдещето на технологията в такъв период от време (не забравяйте, че цената на поликристалните слънчеви клетки е спаднала 3 пъти за 7 години?!).
И затова ще се опитам да опиша в по-голяма степен не икономиката на производство и експлоатация на DSSC или органични слънчеви клетки (в края на краищата, говоренето за EROI ще започне отново), а какъв потенциал имат и какви технологии се използват за създаване на цената на крайните устройства е толкова малка, доколкото е възможно.
3-то поколение: бъдещето е тук!
Може би ще започнем по традиция, с някакъв ретроспективен анализ на ефективността на слънчевите клетки, изготвен от NREL - Националната лаборатория за възобновяема енергия.
Ретроспективен анализ на най-добрите показатели за ефективност на слънчевите клетки от всички известни видове
Графиката показва цял клас „нововъзникващи PV“, т.е. същата група алтернативни методи, които, както беше споменато в първата статия, могат да задействат всеки момент. Но да започнем по ред.
Преработете на руло или ме отпечатайте като вестник
Може би една от най-важните характеристики на слънчевите клетки от трето поколение е, че те могат да бъдат отпечатани.
Струва си да се обясни. За двете предишни поколения слънчеви клетки, за да се получи работещ панел, е необходимо да се създаде, по един или друг начин, pn-връзка (за обяснения, смело тук), което означава, че се нуждаете от оборудване с висок вакуум, стегнатост на производствената линия и така нататък по списъка - всичко е като в един възрастен живот. В този случай плочата се движи по конвейера от единия до другия край, нараствайки с pn връзки и контакти. Съществува и проблемът с комбинирането (или алиментацията) на маски, използвани за офорт и създаване на 3D структура (всъщност, както при процесорите, само техническият процес не е нанометри, а микрометри и милиметри). И колко добре би било да заменим цялата тази бъркотия с нещо по-просто ...
Ето, този процес се използва от десетилетия за отпечатване на печатни продукти. С незначителни модификации бихме могли да заменим мастилото с някои фотоактивни органични молекули - полупроводници и проводници - и да разчупим чертежа върху барабана на подложки, съответстващи на отделни фотоклетки. И вуаля, печат - не искам!
В същото време е възможно значително да се намали както теглото на такива елементи, така и количеството на използваните материали, тъй като в силициевата батерия силиций е едновременно субстрат и активен компонент и е невъзможно да се направи субстратът безкрайно тънък, той трябва да има поне някакъв минимален набор от механични характеристики.
Как става на практика?! В същия KIT няма така наречения "център за трансфер на технологии", а напълно реален и работещ, в който те извършват:
и) изследвания за подобряване на производителността на батерията, с пряка обратна връзка от учени и технологични инженери;
б) сайт за прототипиране, който разработва фундаменталната мащабируемост на технологията;
в) вече е полуиндустриален обект, където за няколко минути можете да направите текущи метри и стотици метри слънчеви клетки.
Структура за трансфер на технологии от лаборатория към производство. KIT и TU Darmstadt заедно с BASF, Merck
Имайте предвид, че центърът не е само в два университета, но в него активно участват производители, които може би рано или късно ще пуснат тези разработки в производството си.
И една от най-значимите области на приложение на този процес са просто органичните фотоволтаици.
Органични фотоволтаици
Колкото и нелепо да звучи, светът на органичната химия има своя атмосфера на необуздано забавление. Например сред органичните молекули могат да се намерят изолатори, проводници, полупроводници и - дори страшно да се мисли - свръхпроводници. Преди време обикновено се смяташе, че органичните материали ще заменят всичко, включително бетона и арматурата, а колите ще бъдат направени от въглерод ... но не се получи ...
Как би изглеждала органично фотоклетката ?! И каква може да бъде дебелината му?