Bu monitör ve pencere bir güneş paneli ile birleştirilebilir mi? patat / Shutterstock.com
Görünümü inceleyen bir pencere duvarının önünde durduğunuzu düşünün. Birinin odaya girdiğini duydun. Sen dön. “Hoşgeldin” diyorsunuz. “İşte size göstermek istediğim video.” Bir düğmeye basıldığında görünüm kaybolur ve pencereler yüksek çözünürlüklü bir TV ekranına dönüşür.
Hayır, arkadaşın James Bond değil ve sıradaki soru sen değilsin. Yine de, videoyu izlesen bile, pencere-TV'niz, dünyadaki felaketi engellemek için şimdiye kadar yaptığınız Bond film gadget'larının yaptığı gibi. Gördüğünüz gibi, güneşten sürekli yenilenebilir enerji toplayan bir güneş paneli. İklim değişikliği sorunu tipik bir film süpervizörü değil, ama daha zor bir problem. Goldfinger poz verdi. Daha kötüsü, insanlığın mevcut teknolojilerle çözme çabaları yeterince hızlı çalışmıyor.
Kurtarmaya giren kahramanlar, yeni bir teknoloji olabilir. organik yarı iletkenlerSadece belirli koşullarda elektrik ileten malzemeler yapmanın yeni bir yolu. Modern elektronikteki yarı iletkenlerin çoğu kristalin, kaya oluşturan silikon gibi elementler. Organik yarı iletkenler, aksine, öncelikle karbon bazlı moleküllerden yapılır. Az alırlar yapmak için enerji geleneksel yarı iletkenlerden daha iyidir. Geleneksel bir fotovoltaik hücrenin, örneğin, inşa etmek için gereken kadar enerji üretmesi yıllar alabilir; organik bir fotovoltaik hücre sadece aylar alır.
Bununla birlikte, belki de organik yarı iletkenlerle ilgili en heyecan verici şey, esnek, hafif, renkli veya tamamen saydam olan moleküller tasarlamanın mümkün olmasıdır. Laboratuarda çalışıyorum, özel, hedeflenmiş özelliklere sahip yeni küçük moleküller tasarlıyor ve test ediyoruz - bir pencere, ekran ve güneş paneline basit bir şeffaf bölme yapmak gibi.
Güneş enerjisini yakalama
Aynı zamanda bir pencere olan bir güneş paneli yapmak da biraz yaratıcılık gerektirir: İnsanların girip çıkabilmesi için hem ışığı emen, hem de elektrik çeken, hem de ışığı geçiren bir şey olması gerekir.
Materyalimiz, bir pencerenin yalnızca insan tarafından görülebilir ışığı iletmesi gerektiği gerçeğinden yararlanır; Laboratuvarımda, sadece UV ve kızılötesi ışığı emen, gözlerimizin görmediği ışığın dalga boylarını emen moleküller yapabiliriz. Bunlar, yine de bir pencereden geçmek istemediğimiz spektrumun parçaları. Uv ışık sana güneş yanığı verir. Ve kızılötesi ışık sıcaktır: Filtrelemek Enerji kullanımı ve iklimlendirme masraflarından tasarruf edebilir. Yöntemimizin güneş ışığındaki tüm enerjiyi kesinlikle yakalayamadığı doğru, ama sorun değil. Her saat başı Dünya'ya ulaşan güneş enerjisi miktarı is bir yılda tüm insanlığın kullandığından daha fazla.
İşlemin etrafında döndürülmesi
Organik yarı iletkenler ayrıca monitör ve ekran yapmak için kullanışlıdır. Eğer düşünürseniz, ekran temelde geriye doğru çalışan bir güneş panelidir. Elektrik akımından ışık üretir. Her ikisi de güneş panelleri ve Ekranlar ışık ve elektrik arasındaki dönüşümleri içerir. Şeffaf organik yarı iletkenler tasarlayabildiğimiz gibi, elektrik akımı uygulandığında belirli ışık renkleri yayan moleküller tasarlayabiliriz.
Kırmızı yayan bir molekülü, mavi yayan bir molekülü ve yeşil yayan bir molekülü bir araya getirin ve organik bir ışık yayan diyotunuz var. Bunlar, televizyonda bilinenlerin ve OLED ekranları olarak pazarın izlenmesinin anahtarıdır.
Akıllı bir pencere oluşturmak için, bir kat güneş ışığından elektrik elde etmek için diğeri ışık yaymak için iki katman organik yarı iletken, örneğin şeffaf bir iletken malzemeden yapılmış bir kabın üzerine koymamız gerekir. indiyum kalay oksit. Bu teknolojiler var, ancak henüz satılık değil.
Parçaları bir araya getirmek
Bu cihazın yarısı zaten ticari olarak ulaşılabilir: Enerji tasarruflu yüksek çözünürlüklü OLED'ler pazarda büyük bir hit ev ve ofis TV'leri için.
Şirketler organik güneş panelleri satışıVe hatta organik güneş paneli pencereleri, sadece gidiyoruz. Maden gibi devam eden araştırma çabaları, bu malzemelerin özelliklerini optimize etmeyi, verimliliklerini artırmayı ve daha dayanıklı hale getirmeyi amaçlıyor.
Bileşenleri daha iyi hale getirdikçe, organik yarı iletken güneş pillerini ve organik yarı iletken ekranları birleştirmenin yollarını da bulacağız. Birkaç yıl önce olabilir, ancak bu kadar çok olası uygulama ile bunu yapmak için kesinlikle teşvik edicidir. Akıllı camları olan bir elektrikli araba, güneş enerjisini toplayabilir 10 arabasını günde 15 mil kadar sürün, tipik bir gidip için yeterli. Ön camda da sürüş talimatları görünebilir. Herhangi bir yerde bir pencere - ister bir gökdelende isterse mobil bir evde olsun - akıllı bir pencere olabilir, yerden tasarruf, enerji tasarrufu ve işgalcilerin James Bond gibi hissetmelerini sağlayabilir.
Bileşenleri daha iyi hale getirdikçe, organik yarı iletken güneş pillerini ve organik yarı iletken ekranları birleştirmenin yollarını da bulacağız. Birkaç yıl önce olabilir, ancak bu kadar çok olası uygulama ile bunu yapmak için kesinlikle teşvik edicidir. Akıllı camları olan bir elektrikli araba, güneş enerjisini toplayabilir Yazar hakkında
Kerry Rippy, Ph.D. Kimyada Aday, Colorado Eyalet Üniversitesi
Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.
İlgili Kitaplar
at InnerSelf Pazarı ve Amazon
