Language
Country/Area
No result found
Будущая энергетическая революция: как квантовые точки улучшают эффективность преобразования солнечных элементов?
Солнечный свет наполняет землю жизнью, но как мы можем использовать эту бесконечную энергию более эффективно? Последние научные исследования показывают, что солнечные элементы на квантовых точках (QDSC) благодаря своим уникальным характеристикам и потенциалу становятся важной движущей силой будущей энергетической революции. Материал квантовых точек, используемый в этом солнечном элементе, делает его прорывом с точки зрения эффективности преобразования.
Преимущества квантовых точек
Квантовые точки — это полупроводниковые наночастицы диаметром несколько нанометров. Благодаря влиянию квантовой механики их энергетическую щель можно регулировать, изменяя размер частиц. Эта характеристика дает квантовым точкам неотъемлемое преимущество в многопереходных солнечных элементах, которые могут захватывать более широкий солнечный спектр.
Энергетическое состояние электронов квантовых точек аналогично энергетическому уровню атомов. Возможность настройки энергетической щели позволяет квантовым точкам соответствовать оптимальной запрещенной зоне стандарту 1,34 эВ.
Технические способы повышения эффективности конверсии
Текущие исследования показывают, что эффективность преобразования солнечных элементов с квантовыми точками превысила 18,1%. Благодаря дальнейшим технологическим исследованиям и разработкам максимальная эффективность термодинамического преобразования может достигать 66%. Достижение этой цели требует использования термооптических носителей для создания более высокого оптического давления или оптического потока.
История и развитие квантовых точек
Еще в 1989 году Бёрнем и Дагган предвидели потенциал использования квантовых точек в высокоэффективных солнечных элементах. За последние несколько десятилетий достижения в области технологии квантовых точек привели к увеличению их использования в создании солнечных элементов. Особенно в последние годы, с развитием полупроводниковых технологий, стало проще производить квантовые точки с различной шириной запрещенной зоны, что открывает путь для коммерциализации солнечных элементов с квантовыми точками.
О рыночном потенциале солнечных элементов на квантовых точках
Хотя солнечные элементы на квантовых точках еще не полностью коммерциализированы, рынок очень оптимистично смотрит на их перспективы. Многие мелкие коммерческие поставщики уже производят фотоэлектрические продукты на квантовых точках. Анализ рынка показывает, что фотоэлектрическая технология с квантовыми точками станет важной частью будущего рынка солнечной энергии.
Корпорация Quantum Materials (QMC) и ее дочерняя компания Solterra Renewable Technologies разрабатывают квантовые точки и наноматериалы для удовлетворения потребностей солнечной энергетики и освещения.
Проблемы безопасности и защиты окружающей среды
Многие квантовые точки, содержащие тяжелые металлы, такие как свинец и кадмий, представляют угрозу для окружающей среды и человеческого организма, поэтому в процессе производства их необходимо покрывать стабильными полимерами. Недавние исследования также обнаружили некоторые безопасные и распространенные нетоксичные материалы с квантовыми точками, такие как AgBiS2, эффективность преобразования которых сопоставима с традиционными материалами.
Будущие перспективы и проблемы
Хотя перспективы развития солнечных элементов на квантовых точках являются многообещающими, их коммерциализация по-прежнему сталкивается с проблемами. Стоимость производства квантовых точек, их долгосрочная стабильность и эффективность в крупномасштабном производстве — все это требует дальнейшего изучения. Однако ожидается, что по мере развития технологий эти проблемы будут преодолены.
Смогут ли солнечные элементы на квантовых точках действительно реализовать свой потенциал и стать ключом к будущей энергетической революции?
