الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية

توفر ستانفورد أدفانسد أدفانسد ماتيريالز (SAM) مواد لمشاريع أبحاث الطاقة الشمسية في العديد من الجامعات والشركات. على سبيل المثال، نقدم مادة الرينيوم، التي لها آفاق تطبيق واسعة على الخلايا الشمسية كصبغة حساسة للضوء تمتص الطاقة الشمسية.

التطبيق

دراسة حالة الابتكار

المنتجات

أغشية رقيقة من أكسيد النيوبيوم (Nb2O5) لتطبيقات الطاقة الشمسية

-- التحدي

سعت إحدى الشركات المصنعة لألواح الطاقة الشمسية إلى زيادة كفاءة وحداتها الكهروضوئية من الجيل التالي وعمرها الافتراضي. وكانت التحديات الرئيسية هي:

خسائر الانعكاس: انعكاس ما يصل إلى 30% من ضوء الشمس الساقط عن السطح، مما يقلل من كفاءة تحويل الطاقة.
مشكلات نقل الشحنات: لم تسمح الطبقات التقليدية بالتدفق الحر للإلكترونات، مما حد من أداء الجهاز.
الاستقرار على المدى الطويل: أدّى التعرّض للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة ودرجات الحرارة المرتفعة في الهواء الطلق إلى تدهور الطلاء على مدى فترة من الزمن.

لم تقدم الطلاءات التقليدية المضادة للانعكاس القائمة على السيليكون سوى تحسن هامشي وعانت من الظروف البيئية المعاكسة.

-- الحل

لجأت الشركة إلى الأغشية الرقيقة من أكسيد النيوبيوم (Nb2O5)، التي تُستخدم كطبقة طلاء مضادة للانعكاس متعددة الوظائف في الخلايا الشمسية.

استلزمت مزايا كبيرة

خصائص مضادة للانعكاس: تقليل انعكاس الضوء، مما يسمح بدخول المزيد من الفوتونات إلى الخلية الشمسية.
ارتفاع معامل الانكسار والشفافية: امتصاص الضوء القابل للضبط على نطاق واسع في الطيف الشمسي.
وظيفة نقل الإلكترون: تعمل كطبقة ناقلة للإلكترونات (ETL) في الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة وخلايا البيروفسكايت، مما يحسن كفاءة فصل الشحنات.
المتانة: مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والتحلل الكيميائي لتحقيق الاستقرار على المدى الطويل.

تم إجراء عمليات الترسيب من خلال الترسيب بالرش والترسيب بالطبقة الذرية (ALD)، مما أتاح التحكم الدقيق في السماكة لتحقيق الأداء البصري الأمثل.

-- النتائج

باستخدام طلاءات Nb2O5، حققت الألواح الشمسية

تحسين كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 5-8% مقارنة بالوحدات غير المطلية.
تحسين الثبات على المدى الطويل، حيث حافظت الطبقات المطلية على الأداء بعد أكثر من 2,000 ساعة من اختبارات التقادم المتسارع.
انخفاض تكاليف الإنتاج لكل واط، حيث أدى التحسن في الكفاءة إلى تقليل المساحة المطلوبة لكل وحدة.
زيادة إمكانات التطبيق، لا سيما في الخلايا الشمسية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون، حيث عزز Nb2O5 الاستقرار البيني.

-- الخلاصة

تمثّل الأغشية الرقيقة ذات تركيبة أكسيد النيوبيوم طفرة استراتيجية في تكنولوجيا الطاقة الشمسية. فهي تعمل على تحسين كفاءة التحويل والمتانة في وحدات الطاقة الشمسية كطبقات مضادة للانعكاس في كل من نقل الإلكترون والتركيبات المضادة للانعكاس.

ومع استمرار سعي صناعة الطاقة الشمسية في المستقبل إلى زيادة الكفاءة وإطالة العمر الافتراضي، ستظل الأغشية القائمة على النيوبيوم مثل Nb2O5 في الصدارة - مما يعزز خفض التكلفة وتقدم العالم نحو الطاقة المتجددة بوتيرة أسرع.

وتعتبرشركة Stanford Advanced Materials (SAM) مصدراً موثوقاً لمجموعة من منتجات النيوبيوم. كما نقدم منتجات مخصصة. أرسل لنا استفساراً إذا كنت مهتماً.

قائمة المنتجات

{{total}} المنتجات / العرض

المنتجات حسب الصفحةe

...

الاستفسار

...

{{total}} المنتجات / العرض

المنتجات حسب الصفحةe

طلب عرض أسعار

أرسل لنا استفسارًا اليوم لمعرفة المزيد والحصول على أحدث الأسعار. شكرًا لك!