태양 전지판만큼 유용한 것처럼, 그들이 다루는 가장 일반적인 문제 중 하나는 흐린 날에 햇빛이 부족하다는 것입니다. 영국 컬럼비아 대학교 (University of British Columbia)의 연구원들 덕분에 조명이 낮은 조건에서도 기능하는 태양 전지를 만들었습니다.
.연구원들은 박테리아 주변에 기초한 태양 전지를 건설 할 수 있었으며,이 세포는 다양한 조명 조건에서 효율적으로 작동하는 능력을 제공했습니다.
.생체 태양 전지 생성
태양 전지는 태양 광 패널의 태양 광 전원 수집 장치의 빌딩 블록으로 구성된 태양 전지판입니다. 실제 태양 전지는 빛을 포착하여 전류로 변환하는 데 책임이 있습니다.
실제 생활 물질을 기반으로 태양 전지의 잠재적 사용을 조사한 이전 프로젝트가있었습니다. 이 프로젝트는 생체 세포로 알려져 있으며 식물에서 발견되는 광합성 과정, 자연의 햇빛에서 에너지를 추출하는 방법을 모방함으로써 작동합니다.
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광합성은 엽록소로 알려진 안료를 가지고있는 엽록체라고 불리는 식물 세포 내의 소기관 덕분에 식물에서 발생합니다. 엽록소 및 기타 안료는 전자기 스펙트럼의 특정 부분 내에서 빛을 흡수합니다. 가시 방사선 (빛)은 단순히 인간이 볼 수있는 전자기 스펙트럼의 일부이며,이 파장의 에너지는 특정 안료에 의해 포착 될 수 있습니다. 그러나 이것을 할 수있는 것은 식물의 세포만이 아닙니다. 특정 박테리아에는 빛에서 에너지를 흡수 할 수있는 염료가 있습니다. 기술은 유전자 변형 된 박테리아를 사용하고 광에 민감한 염료를 추출하도록 발명되었지만, 이들은 비싸고 어려운 과정을 수행했습니다.
.UBC 팀은 리코펜이라는 화학 물질을 생성하는 유전자 조작 대장균의 균주를 사용하는 더 간단한 접근법을 활용했습니다. 리코펜은 토마토에 빨간색/오렌지색을주는 화학 물질 중 하나이며 화학 물질은 또한 햇빛의 효율적인 흡수입니다. 조작 된 대장균 균주를 미네랄로 처리하여 반도체로서 기능 할 수있게하였고, 처리 된 균주는 유리 표면을 가로 질러 퍼졌습니다. 이것은 태양 전지를 개선하여 작업에서 잘 수행되어 제곱 미터당 대략 0.69 밀리그램의 현재 밀도를 달성하며, 이는 이전의 생체 세포의 성능의 약 두 배입니다.
.응용 및 향상
이 기술은 자주 흐린 하늘이있는 북유럽과 캐나다와 같은 지역에 매우 유익 할 것입니다. 현재 태양 에너지는 종종 더 중간 위도에 사는 사람들에게 현명한 경제적 투자 일뿐입니다. 이 기술은 또한 바다 아래와 같이 다른 저조도 조건에서 잠재적으로 사용될 수 있습니다.
UBC의 생물학 및 화학 공학과의 교수 인 Vikramaditya Yadav는이 프로젝트를 이끌며이 프로젝트가 태양 에너지를보다 널리 이용할 수 있고 경제적으로 만드는 데 큰 진전이라고 말했습니다. Yadav :
Yadav와 그의 팀은 프로세스가 현재 생체 세포를 생성하는 데 드는 비용의 약 1/10 정도에서 추정되는 비용으로 훨씬 더 효율적이고 상당히 저렴하다고 생각하기 때문에이 프로젝트에 대해 흥분하고 있습니다. 박테리아 구동 태양 전지는 상당한 가능성을 보여 주지만 기술을 에너지를 수집하는 실행 가능한 방법으로 만들기 위해해야 할 일이 여전히 많습니다. 현재, 공정에 사용 된 박테리아는 일정 시간 후에 죽어 가고 있습니다. 이는 연구원들이 염료를 계속 생산하기 위해 박테리아/미네랄 칵테일의 배치를 더 많이 만들어야 함을 의미합니다. 연구팀이 박테리아를 살아있는 방법을 알아낼 수 있다면 염료를 무기한으로 생성 할 것입니다.
태양 광 시스템과 태양 전지에서 일하는 과학자들은 태양 광 발전 기술의 현재 한계를 극복 할 수있는 방법을 찾고 있으며, 에너지에서 전기에서 전기로의 전환 효율성을 높이고, 에너지를 저장하는 더 저렴하고 더 나은 방법을 찾고, 태양 에너지를 다양한 형태의 에너지로 변환하는 새로운 방법을 찾는 방법을 찾고 있습니다.
.비와 페 로브 스카이 트 태양 전지에서 작동하는 태양 전지판
중국 과학자들은 빗물 자체를 사용하여 폭풍우 동안 전기를 생산하는 태양 전지판을 개발했습니다. 연구원들은 태양 전지의 바닥이 얇은 그래 핀 층으로 덮여 있다면 빗방울의 양으로 하전 된 이온이 그것과 상호 작용하여 전기를 생산할 것임을 발견했습니다. 이 전략은 Lewis Acid-Base 상호 작용으로 알려진 화학 공정을 사용하며, 빗방울의 양성 및 음성 이온 (및 용해 된 염)이 수류탄과 접촉 할 때 나트륨 및 칼슘과 같은 원소의 양의 이온이 전기 전류를 유발할 때 임시 커패시터를 만듭니다. 전략을 저조도 유능한 박테리아 기반 태양 전지와 결합하면 태양 전지판이 비오는 날에 생산하는 에너지의 양을 극적으로 향상시킬 수 있습니다.
지난 몇 달 동안 태양 광 발전 기술의 주목할만한 발전이 목격되었습니다. 최근 서리 대학교 (University of Surrey)의 연구원 팀은 기록 된 가장 높은 성능을 가진 반전 페 로브 스카이 트 태양 전지를 만드는 데 성공했습니다. 페 로브 스카이 트 세포는 전류 결정 실리콘 기반 태양 전지와 유사한 전력 변환 효율을 달성 할 수 있지만 실리콘 기반 세포보다 실질적으로 낮은 비용으로 태양 전지의 다음 논리적 단계로 자주 간주됩니다.
.서리 대학교 (University of Surrey)의 연구팀은 비 방사성 재조합으로 알려진 프로세스로 손실 된 에너지와 효율성을 줄이는 방법을 분별할 수있었습니다. 이 팀은 반전 된 페 로브 스카이 트 세포의 전압을 약 100 밀리 볼트로 증가시킬 수 있었으며, 이는 세포가 장치 나 태양 전지로 흐르는 전류의 품질에 대한 희생없이 약 1.21 볼트의 한계에 도달 할 수 있음을 의미했습니다.
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