So verschlanken Sie Solarzellen

Sonnenlicht ist einer der Faktoren, die für das Wachstum und Leben aller Dinge notwendig sind. Es scheint unerschöpflich zu sein. Daher ist Solarenergie nach Windenergie und Wasserenergie zur optimistischsten „zukünftigen“ Energiequelle geworden. Der Grund für die Hinzufügung des Präfixes „Zukunft“ liegt darin, dass die Solarenergie noch in den Kinderschuhen steckt. Und obwohl Solarenergieressourcen viele Vorteile haben, weist die heimische Solarenergieindustrie aufgrund schwacher Energieumwandlungsfähigkeiten und unzureichender Ressourcennutzung einen Überschuss auf.

Die Entwicklung der Solarenergie lässt sich vermutlich bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts zurückverfolgen. Damals wurde durch die Erfindung der Nutzung von Dampfkraft zur Erzeugung elektrischer Energie erkannt, dass thermische Energie und elektrische Energie ineinander umgewandelt werden können und Solarenergie die direkteste Quelle zur Erzeugung thermischer Energie ist. Bisher sind Solarpaneele im zivilen Markt wohl am weitesten verbreitet. Sie können Sonnenlicht absorbieren und durch den photoelektrischen Effekt oder den photochemischen Effekt Sonnenstrahlungsenergie direkt oder indirekt in elektrische Energie umwandeln.

Die meisten modernen intelligenten elektronischen Produkte verwenden wiederaufladbare Lithiumbatterien. Insbesondere mobile elektronische Geräte sind leicht, tragbar und verfügen über viele Anwendungsfunktionen, sodass Benutzer während des Gebrauchs nicht durch Umgebungsbedingungen eingeschränkt werden und die Betriebszeit lang ist. Daher sind Lithiumbatterien trotz ihrer Schwächen bei der Batterielebensdauer die häufigste Wahl.

Im Vergleich zu Lithiumbatterien liegt ein Nachteil von Solarzellen auf der Hand: Sie können nicht vom Sonnenlicht getrennt werden. Die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie erfolgt in Echtzeit synchronisiert mit dem Sonnenlicht. Daher kann die Solarenergie nur tagsüber oder sogar nur an sonnigen Tagen genutzt werden. Im Gegensatz zu Lithiumbatterien sind sie jedoch, solange sie vollständig aufgeladen sind, völlig unabhängig von Zeit- und Umweltbeschränkungen und können flexibel eingesetzt werden.

Schwierigkeiten beim „Downsizing“Solarzellen

Da Solarzellen selbst keine elektrische Energie speichern können, was für praktische Anwendungen ein großes Problem darstellt, kamen die Forscher auf die Idee, Solarzellen in Verbindung mit Batterien mit extrem großer Kapazität zu verwenden. Blei-Säure-Batterien sind die am häufigsten verwendete Art von Solarstromversorgungssystemen. Klasse Akku mit großer Kapazität. Durch die Kombination der beiden Produkte wird die ohnehin schon recht große Solarzelle noch „großer“. Wenn Sie es auf mobile Geräte anwenden möchten, müssen Sie zunächst den Prozess des „Downsizing“ durchlaufen.

Da die Energieumwandlungsrate nicht hoch ist, ist die Sonnenlichtfläche von Solarzellen normalerweise groß, was die erste große technische Schwierigkeit darstellt, mit der sie bei ihrer „Downsizing“-Reise konfrontiert sind. Die aktuelle Grenze der Solarenergieumwandlungsrate liegt bei etwa 24 %. Im Vergleich zur teuren Herstellung von Solarmodulen wird die Praktikabilität erheblich eingeschränkt, wenn sie nicht auf einer großen Fläche eingesetzt wird, geschweige denn in mobilen Geräten.

Da die Energieumwandlungsrate nicht hoch ist, ist die Sonnenlichtfläche von Solarzellen normalerweise größer.

Wie kann man Solarzellen „abspecken“?

Die Kombination von Solarzellen mit recycelbaren Lithiumbatterien ist eine der aktuellen Forschungs- und Entwicklungsrichtungen wissenschaftlicher Forscher und eine effektive Möglichkeit, Solarzellen zu mobilisieren. Das am weitesten verbreitete tragbare Produkt mit Solarzellen ist die Powerbank. Durch die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie und deren Speicherung im eingebauten Lithium-Akku kann die Solar-Powerbank Mobiltelefone, Digitalkameras, Tablets und andere Produkte sowohl energiesparend als auch umweltfreundlich aufladen.

Solarzellen, die wirklich industrialisiert werden können, werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Die erste Kategorie sind kristalline Siliziumzellen, einschließlich polykristalliner Silizium- und monokristalliner Siliziumzellen, die mehr als 80 % des Marktanteils ausmachen; Die zweite Kategorie sind Dünnschichtzellen, die weiter unterteilt werden in Zellen aus amorphem Silizium, die einen einfachen Prozess und niedrige Kosten haben, aber ihre Effizienz gering ist und es Anzeichen eines Rückgangs gibt.

Dünnschichtsolarzellen sind nur wenige Millimeter dick und lassen sich biegen und falten. Sie können auch eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien als Substratmaterialien verwenden. Sie können zum Laden direkt an Lithiumbatterien angeschlossen werden, wodurch Solarzellen zu neuen umweltfreundlichen Ladegeräten weiterentwickelt werden können. Es ist immer noch sehr gut möglich. Darüber hinaus kann diese Art von Ladegerät in verschiedenen Formen angeboten werden, was das Tragen erleichtert. Wenn man es beispielsweise an eine Schultasche oder Kleidung hängt, kann man ein Mobiltelefon aufladen, und das Problem der Akkulaufzeit lässt sich leicht lösen.

Viele Entwickler glauben mittlerweile, dass Lithiumbatterien aus Graphen einen wichtigen Durchbruch bei der Lösung des Batterielebensdauerproblems mobiler elektronischer Geräte darstellen. Wenn die Umwandlungsrate von Solarzellen pro Flächeneinheit effektiv verbessert werden kann, wird die coole Form des mobilen Ladens jederzeit und überall zur Energiequelle der Zukunft. Perfekte Möglichkeit, Fragen zu stellen.

Zusammenfassung: Solarenergie ist das großzügigste Geschenk der Natur, doch die Nutzung von Solarenergie erfreut sich noch nicht großer Beliebtheit. Bei der Nutzung von Solarenergie zur Stromerzeugung gibt es immer noch Probleme mit hohen Kosten und geringer Umwandlungseffizienz. Nur durch eine effektive Erhöhung der Umwandlungsrate von Solarenergie pro Flächeneinheit können wir Energie effektiv nutzen und einen perfekten Übergang von Solarenergie zu elektrischer Energie erreichen. Dann wird die Mobilität von Solarzellen kein Problem mehr sein.