太陽電池をどうやってスリム化するか

太陽光は万物の成長と生命に必要な要素の一つです。 無尽蔵にあるようです。 したがって、太陽エネルギーは、風力エネルギーと水力エネルギーに次いで最も楽観的な「将来」のエネルギー源となっています。 「未来」という接頭辞を追加した理由は、太陽エネルギーがまだ初期段階にあるためです。 また、太陽エネルギー資源には多くの利点があるにもかかわらず、エネルギー変換能力が弱く、資源の利用が不十分なため、国内の太陽エネルギー産業は余剰となっています。

太陽エネルギーの開発は、おそらく 19 世紀半ばにまで遡ることができます。 当時、蒸気の力を利用して電気エネルギーを生成する発明により、人々は熱エネルギーと電気エネルギーを相互に変換できること、そして太陽エネルギーが熱エネルギーを生成する最も直接的な源であることを認識しました。 これまでのところ、ソーラーパネルはおそらく民間市場で最も広く使用されています。 これらは太陽光を吸収し、光電効果または光化学効果を通じて太陽放射エネルギーを直接的または間接的に電気エネルギーに変換できます。

今日のスマート電子製品のほとんどは、充電可能なリチウム電池を使用しています。 特にモバイル電子機器は、軽量で持ち運び可能であり、アプリケーション機能が豊富であるため、使用中の環境条件に制限されず、動作時間が長い。 したがって、バッテリー寿命には弱点があるにもかかわらず、リチウムバッテリーが最も一般的な選択肢となっています。

リチウム電池と比較すると、太陽電池の欠点の 1 つは明らかであり、それは太陽光から切り離すことができないことです。 太陽エネルギーの電気エネルギーへの変換は太陽光とリアルタイムで同期します。 したがって、太陽エネルギーの場合、日中のみ、または晴れた日のみしか使用できません。 しかし、リチウム電池とは異なり、満充電していれば時間や環境の制約から完全に解放され、フレキシブルに使用することができます。

「ダウンサイジング」の難しさ太陽電池

太陽電池自体は電気エネルギーを蓄えることができず、これは実用化にとって非常に大きな問題となるため、研究者らは太陽電池を超大容量バッテリーと組み合わせて使用​​するというアイデアを思いついた。 鉛蓄電池は最も一般的に使用されるタイプの太陽光発電システムです。 クラス大容量バッテリー。 2つの製品を組み合わせることで、すでにかなり大きい太陽電池がさらに「大きく」なります。 モバイル機器に適用したい場合は、まず「ダウンサイジング」というプロセスを経る必要があります。

エネルギー変換率が高くないため、太陽電池の日照面積は通常大きくなります。これが、太陽電池の「小型化」の過程で直面する最初の大きな技術的困難です。 太陽光エネルギー変換率の現在の限界は約 24% です。 高価な太陽光パネルの生産と比較すると、大面積で使用しないと実用性が大幅に低下し、ましてやモバイル機器への使用は困難です。

エネルギー変換率が高くないため、太陽電池の太陽光の当たる面積は通常より大きくなります。

太陽電池を「スリム化」するにはどうすればよいでしょうか?

太陽電池とリサイクル可能なリチウム電池を組み合わせることは、科学研究者による現在の研究開発の方向性の 1 つであり、太陽電池を活用する効果的な方法でもあります。 最も一般的な太陽電池ポータブル製品はパワーバンクです。 光エネルギーを電気エネルギーに変換し、内蔵のリチウム電池に蓄えることで、携帯電話、デジタルカメラ、タブレットなどを充電できるソーラーパワーバンクは、省エネで環境に優しい製品です。

真の産業化を達成できる太陽電池は主に 2 つのカテゴリーに分けられます。1 つは市場シェアの 80% 以上を占める多結晶シリコンおよび単結晶シリコン電池を含む結晶シリコン電池です。 2 番目のカテゴリは薄膜セルで、アモルファス シリコン セルにさらに分類されます。プロセスが簡単でコストが低いものの、効率が低く、衰退の兆しがあります。

薄膜太陽電池の厚さはわずか数ミリメートルで、曲げたり折りたたんだりすることができます。 また、基板材料としてさまざまな異なる材料を使用することもできます。 リチウム電池に直接接続して充電できるため、太陽電池を環境に優しい新しい充電器として開発できることになります。 まだその可能性は十分にあります。 さらに、このタイプの充電器はさまざまな形で提供できるため、持ち運びがより便利になります。 例えば、ランドセルや洋服にぶら下げて携帯電話を充電することができ、電池寿命の問題も簡単に解決できます。

多くの開発者は現在、グラフェンで作られたリチウム電池がモバイル電子機器の電池寿命の問題を解決する上で重要な進歩であると信じています。 単位面積あたりの太陽電池の変換率を効果的に向上させることができれば、いつでもどこでもモバイル充電ができるクールな形態が未来のエネルギー源となるでしょう。 質問を適用する完璧な方法。

要約: 太陽エネルギーは自然からの最も寛大な贈り物ですが、太陽エネルギーの利用はまだあまり普及していません。 太陽光エネルギーを発電に利用する場合、コストが高いことや変換効率が低いことなどの課題がまだあります。 単位面積あたりの太陽エネルギーの変換率を効果的に高めることによってのみ、エネルギーを効果的に利用し、太陽エネルギーから電気エネルギーへの完全な移行を達成することができます。 その頃には、太陽電池の移動性はもはや問題ではなくなるでしょう。