Строительство солнечных батарей сенсибилизированных красителем (DSSC) с естественными пигментами
Анализ значения использования возобновляемых источников энергии в энергетике. Характеристика особенностей фотоэлектрохимических солнечных элементов. Изучение коэффициента полезного действия при использовании фотоэлектрохимических солнечных элементов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.06.2018 |
| Размер файла | 89,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Строительство солнечных батарей сенсибилизированных красителем (DSSC) с естественными пигментами
элемент солнечный фотоэлектрохимический
Слизкова Алена Сергеевна,
Немировец Александра Игоревна
Студенты Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ,
Россия, Красноярск.
Известно растущее значение в области использования возобновляемых источников энергии из-за истощения ископаемых запасов и экологического ущерба, которые производят нынешние темпы потребления этих источников. С другой стороны прямое преобразование солнечного излучения примечательно тем, что источник питания более широко распространен на планете, помимо того, что практически неисчерпаем. Фотоэлектрическая энергия очень важна для будущего, и это очень привлекательна. По этим причинам солнечные батареи интенсивно исследуют.
Есть обычные солнечные элементы, которые изготовлены с применением кремния, они являются наиболее распространенными и используются в настоящее время, хоть у них и высокая стоимость в процессе производства, поэтому они не представляю какой-либо конкуренции с другими источниками энергии на основе ископаемого топлива, что и представляет низкую стоимость пользователю. Также имеются солнечные батареи, основанные на соединениях, таких как Кадмий Теллур (CdTe) или Сера Теллур (CdS) и солнечные элементы, изготовленные из других материалов, которые являются очень дорогостоящими, возможно это и есть причина, почему они не широко распространены в промышленном масштабе для наземного применения, а используются в основном в лабораторных условиях.
Фотоэлектрохимические солнечные элементы представляют собой еще один вариант в фотоэлектрической конверсии. Эти солнечные элементы на основе принципа ее работы в растворе электролита и полупроводника. Электролит-полупроводник легок и, как следствие предполагает сокращение затрат при проектировании солнечных элементов.
Сообщалось, что при использовании фотоэлектрохимических солнечных элементов может быть достигнуто КПД около 15-17% в фотоэлектрической конверсии. Тем не менее, масштабное применение этого интерфейса, как энергичной альтернативой было невозможно, из-за не подходящих полупроводников для использования солнечной энергии начинают деградировать с относительной скоростью в контакте с электролитами. В неводных электролитах более стабильны, но значительно снизилась эффективность солнечных батарей. В полупроводниковых оксидах обладают высокой коррозионной стойкостью, но, ширина запрещенных зон является относительно широкой.
Построение сенсибилизированных красителем солнечных элементов состоит из двух стекол, которые работают в качестве электродов; на поверхности стекол осаждается на основе графита тонкая пленка, чтобы сделать их проводниками. KI/I окислительно-восстановительный пар растворенный в этилен-гликоли используется в качестве среды проводимости электронов, природные красители используют в качестве абсорбента солнечной энергии и, наконец, нанометровый-TiO2 используют в качестве среды, в которой закрепляются красители. В ходе исследования впервые были испытаны фотосинтетические пигменты на основе молекулы под названием антоцианов (который содержится в некоторых фруктах, таких как ежевика, или цветах, таких как гибискус), чтобы найти сенсибилизаторы.
Контроль параметров, таких как напряжение, освещенность и температура, подходят для чтения данных платы сбора электрических сигналов USB-6008 National Instruments и таким образом обработаны в процессоре, в котором установлено программное обеспечение LabVIEW, и создан графический интерфейс для того, чтобы отслеживать и сохранять данные.
Для того, чтобы провести сравнительный анализ антоцианов присутствующих в некоторых растениях и плодах, они были построены и охарактеризованы сенсибилизированными солнечными элементами из натуральных красителей, таких как; ежевика, шпинат, цветок гибискуса и травы.
Рисунок 1 - График, показывающий автоматическое напряжение под воздействием солнечного света в клетках изготовленых с различными красителями
Таким образом, измерение напряжения проводилось на каждом отрезке и по оценке их отношения к температуре под естественным источником. Полученный график показан на рисунке 1, где можно видеть, что уровни существенно не изменились.
Список использованной литературы
1. Zumeta, Doctor Thesis, Universidad de la Habana, Cuba, 2004.
2. D. Mao, K. Kim, A.J. Frank, Electrochem. Society, 141 (1994) 1231-1236.
3. B. Oregan, M. Grдtzel, Nature, 335 (1991) 737-740.
4. N. Cherepy, G.P. Smestad, M. Grдtzel, J. Zhang, J. Phys. Chem. B.101 (1997) 9342-9347.
5. G.P. Smestad, M. Grдtzel, J. Chem. Educ. 75 (1998) 752-755.
6. Z. Xiao, M. Li, M. Xu, Z. Lu, Journal of Physics and Chemistry
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение принципа работы солнечных элементов и их характеристик. Рассмотрение принципиальных схем соединения СЭ в батареи. Исследование проблем возникающих при использовании соединений и их решение. Технология изготовления кремниевого фотоэлемента.
реферат [282,1 K], добавлен 03.11.2014История открытия солнечной энергии. Принцип действия и свойства солнечных панелей. Типы батарей: маломощные, универсальные и панели солнечных элементов. Меры безопасности при эксплуатации и экономическая выгода применения солнечной системы отопления.
презентация [3,1 M], добавлен 13.05.2014Обзор технологий и развитие электроустановок солнечных электростанций. Машина Стирлинга и принцип ее действия. Производство электроэнергии с помощью солнечных батарей. Использования солнечной энергии в различных отраслях производства промышленности.
реферат [62,3 K], добавлен 10.02.2012Обоснование экодома как жилища. Низкопотенциальная тепловая энергия. Первая солнечная батарея. Эффективность солнечных коллекторов. Климатическая характеристика Оренбургской области. Характеристика и расчёты солнечных батарей, ветряных генераторов.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 02.12.2014Использование возобновляемых источников энергии, их потенциал, виды. Применение геотермальных ресурсов; создание солнечных батарей; биотопливо. Энергия Мирового океана: волны, приливы и отливы. Экономическая эффективность использования энергии ветра.
реферат [3,0 M], добавлен 18.10.2013Разработка гибридной системы электроснабжения и комплектов, обеспечивающих резервное электроснабжение в доме при пропадании энергии в сети. Преимущества ветрогенераторов и солнечных батарей. Определение необходимого количества аккумуляторных батарей.
презентация [1,4 M], добавлен 01.04.2015Исследование особенностей технологических путей создания микрорельефа на фронтальной поверхности солнечных элементов на основе монокристаллического кремния. Основные фотоэлектрические параметры полученных структур, их анализ и направления изучения.
статья [114,6 K], добавлен 22.06.2015Область применения солнечных коллекторов. Преимущества солнечных установок. Оптимизация и уменьшение эксплуатационных затрат при отоплении зданий. Преимущества использования вакуумного солнечного коллектора. Конструкция солнечной сплит-системы.
презентация [770,2 K], добавлен 23.01.2015Принцип действия, достоинства, недостатки солнечных батарей. Погодные условия и количество солнечного излучения г. Владивостока. Сравнение ламповых, светодиодных и аккумуляторных светильников. Рабочие схемы проекта с описанием используемого оборудования.
дипломная работа [526,1 K], добавлен 20.05.2011Исследование электроснабжения объектов альтернативными источниками энергии. Расчёт количества солнечных модулей, среднесуточного потребления энергии. Анализ особенностей эксплуатации солнечных и ветровых установок, оценка ветрового потенциала в регионе.
курсовая работа [258,8 K], добавлен 15.07.2012Использование ветрогенераторов, солнечных батарей и коллекторов, биогазовых реакторов для получения альтернативной энергии. Классификация видов нетрадиционных источников энергии: ветряные, геотермальные, солнечные, гидроэнергетические и биотопливные.
реферат [33,0 K], добавлен 31.07.2012Природные ресурсы, используемые в энергетике. Выбор типа и расчет количества аккумуляторных батарей для системы автономного электроснабжения. Расчет фотоэлектрических модулей нагрузок. Электроснабжение автономного объекта с помощью солнечных панелей.
дипломная работа [6,9 M], добавлен 27.10.2011Актуальность поиска нетрадиционных способов и источников получения энергии, в особенности возобновляемых. Эксплуатация малых гидроэлектростанций, развитие промышленной ветроэнергетики. Характеристика солнечных, приливных и океанических электростанций.
курсовая работа [487,3 K], добавлен 15.12.2011Классификация углеродных нанотрубок, их получение, структурные свойства и возможные применения. Основные принципы работы солнечных батарей. Преобразователи солнечной энергии. Фотоэлектрические преобразователи, гелиоэлектростанции, солнечный коллектор.
реферат [492,8 K], добавлен 25.05.2014Общие сведения о солнце как источнике энергии. История открытия и использование энергии солнца. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения. Сущность и виды солнечных батарей. "За" и "против" использования солнечной энергии.
реферат [999,0 K], добавлен 22.12.2010Определение основных достоинств и недостатков солнечной энергетики при исследовании перспектив её развития. Изучение устройства и действия наземных солнечных установок и космических солнечных станций. Методические разработки темы "Солнечная энергетика".
курсовая работа [88,1 K], добавлен 27.01.2011Применение солнечных батарей: микроэлектроника, электромобили, энергообеспечение зданий и городов, использование в космосе. Эффективность фотоэлементов и модулей при правильном подборе сопротивления нагрузки. Производители фотоэлектрических элементов.
практическая работа [260,9 K], добавлен 15.03.2015Анализ действия и оценка перспектив использования альтернативных методов получения электрической энергии в России. Вклад в обеспечение государства электроэнергией гидроэлектростанций, ветроэнергетических установок, солнечных и приливных электростанций.
контрольная работа [55,9 K], добавлен 11.04.2010Применение нетрадиционной энергетики в строительстве энергоавтономных экодомов. Четыре альтернативные системы получения энергии: установка "солнечных батарей" из фотоэлектрических панелей; солнечные коллекторы; ветроэнергетические установки и миниГЭС.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 31.05.2013Пути решения проблемы благоустройства сельских жителей. Обоснование необходимости автоматизации управления освещением. Расчет удельного суточного количества электроэнергии. Расчет осветительной установки с люминесцентными лампами и с лампами накаливания.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 24.01.2016
