Учёными проводятся исследования на темы, связанные с потреблением солнечной энергии. Энергия, выделяемая Солнцем, примерно в 10000 раз превышает энергию, которая может быть получена из традиционных ископаемых видов топлива. Однако в среднем энергии, вырабатываемые как для бытовых, так и для промышленных целей, относительно меньше. Исследования учёных показывают, что только около 10-25% падающей солнечной энергии используется для производства энергии.
Обычные солнечные батареи называются фотогальваническими.
Эти ячейки изготовлены из полупроводниковых материалов, как правило, кремния. Когда свет попадает на эти клетки, они поглощают энергию через фотоны. Эта поглощенная энергия выбивает электроны из кремния, позволяя им течь. Добавляя различные примеси в кремний, такие как фосфор и т.д., можно создать электрическое поле. Это электрическое поле действует как диод, потому что позволяет электронам протекать только в одном направлении.
Следовательно, конечным результатом является ток электронов, более известный нам как электричество.
Развивающиеся страны, должны полагаться на возобновляемые источники энергии, поскольку традиционные источники постепенно исчезают. Однако традиционные методы не слишком широко внедряются в практику по двум прямым причинам. Первая причина в том, что его эффективность значительно ниже. Глубоко вникая в работу, учёные видят, что в обычных кремниевых элементах, используемых для производства солнечной энергии, входящие световые фотоны должны обладать оптимальной энергией, так как они стимулируют фотон.
Но, если энергия падающего фотона меньше, фотон легко проникает и проходит, не стимулируя электроны.
С другой стороны, если энергия превышена, произойдет потеря энергии в виде тепла. Это приводит к 70 % потерям в традиционных солнечных батареях, что делает их относительно менее эффективными. Вторая причина в том, что они достаточно дорогие. Изготовление солнечных батарей стоит огромных денег. Его потребность в сельских районах имеет важное значение. В отдаленных местах, где домохозяйства разбросаны, традиционное строительство электросетей становится утомительным. При использовании солнечных батарей работа становится проще, и в то же время снижается влияние загрязнения окружающей среды. Однако они остаются недоступными по цене и, следовательно, менее эффективными.
Нанотехнологии обещают наилучшее применение в производстве солнечной энергии.
Установлено, что производственные затраты могут быть снижены и в то же время эффективность солнечных батарей может быть повышена до более высокого уровня. Учёные нашли способ сделать дешевые пластиковые солнечные батареи, которые можно окрасить практически на любой поверхности. Возможно, это откроет ворота для многих других применений. Солнечная энергия, хотя уже используется в калькуляторах и таких мини устройствах, при внедрении нанотехнологий эффективность и недостатки, связанные с использованием батареи, могут стать незначительными.
Хотя это кажется незначительным, это может привести к огромной революции в области электроэнергетики.
Пластиковые ячейки, используют крошечные стержни, рассеянные внутри в полимере. Стержни ведут себя как провода, потому что, когда они поглощают свет определенной длины волны, они генерируют электроны. Эти электроны протекают через стержни до тех пор, пока не достигают алюминиевого электрода, таким образом, вырабатывается электричество.
Ученые придумали простой и отличный способ утроить эффективность солнечных батарей. Возможно, это будущее солнечной энергетики. Они смогли повысить эффективность, используя структурированный сэндвич из металла и пластика, который надлежащим образом собирает и улавливает свет. Эта, сэндвич структура, называемая субволновой плазменной полостью, способна улавливать 96 процентов падающего солнечного света, открывая глаза.
Когда солнечный свет не является прямым и падает под большими углами, ситуация только улучшается.
При таких огромных преимуществах структура устройства становится довольно простой. Верхний слой, известный как оконный слой, нового солнечного элемента использует невероятно тонкую металлическую сетку, что делает структуру окна сеткой, которая располагается близко к нижнему слою сэндвича.
Одним из огромных технических достижений человека, несомненно, является использование всемогущей солнечной энергии.
Однако природа, как всегда, симметрична. Плохие последствия нанотехнологий также не являются полностью плохими. Однако, как представляется, в настоящее время необходимо изыскивать лучшие из возникающих технологий при условии, что вредное воздействие на окружающую среду будет пренебрежимо меньшим. В этом отношении нанотехнологии, безусловно, оправдывают себя.
