با تشکر از بازدید شما InnerSelf.com، که در آن وجود دارد 20,000 + مقاله‌های تغییردهنده زندگی که «نگرش‌های جدید و امکانات جدید» را تبلیغ می‌کنند. همه مقالات به ترجمه شده است بیش از 30 زباناشتراک به مجله InnerSelf که به صورت هفتگی منتشر می شود و الهام روزانه ماری تی راسل. مجله InnerSelf از سال 1985 منتشر شده است.

شکستن

فتوولتائیک ارگانیک OPVIUS
سلول های خورشیدی آلی در نتیجه ویژگی های منحصر به فرد خود ، دارای تعدادی از کاربردهای بالقوه هستند ، از جمله ادغام در پنجره ها برای تولید انرژی از نور خورشید. عکس با مجوز از MaterialDistrict

وقتی انرژی خورشیدی را به تصویر می کشید ، احتمالاً می توانید تصاویری از صفحات خورشیدی بزرگ را که طول یک پشت بام یا یک پشت بام را پوشانده اند ، بیاورید. مزرعه خورشیدی بیرون در یک زمینه. اما اگر بتوانید یک پنل خورشیدی را در سقف اتومبیل هیبریدی ، روی چادر یا داخل پنجره های یک ساختمان اداری قرار دهید ، چه می کنید؟ اگر بتوانید یخچال واکسن را در مکانی دورتر با صفحه خورشیدی انعطاف پذیر که می تواند در یک لوله پستی حمل شود تأمین کنید؟ اینها فقط چند کاربرد احتمالی یک فناوری نسبتاً جدید است که به سلولهای خورشیدی آلی (OSC) معروف است - حداقل در مقایسه با فناوری خورشیدی سیلیکونی که از دهه 1950 وجود دارد ، جدید است.

مانند فناوری سنتی خورشیدی سیلیکونی ، OSC انرژی خورشید را به برق قابل استفاده تبدیل می کند. اما آنها بسیار کاربردی تر از فتوولتائیک خورشیدی معمولی هستند. OSC ها سبک و انعطاف پذیر هستند و می توانند به صورت نیمه شفاف یا در رنگ های متنوع ساخته شوند. این کیفیت ها به آنها کاربردهای بالقوه ای برای سلولهای خورشیدی منسوجات ، وسایل نقلیه و ساختمان و همچنین ایجاد نیرو در مناطقی که وجود ندارند ، می دهد.

برنامه های منحصر به فرد

در حالی که بودجه و تحقیقات بیشتری برای آوردن OSC به بازار تجاری مورد نیاز است ، اما کارشناسان موافقت می کنند که آنها نقش مهمی در آینده فناوری خورشیدی خواهند داشت. گفته می شود ، آنها سلولهای خورشیدی سیلیکونی را جایگزین یا رقابت نمی کنند. ست مردر ، استاد شیمی در Georgia Tech ، می گوید: "ما نباید انتظار داشته باشیم كه زمینه های گسترده OSC ، مانند آنهایی كه گیگاوات نیرو در مزارع خورشیدی سیلیكون تولید می كنند ، ببینیم." سیلیکون خورشیدی برای تأمین انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ مناسب است ، در حالی که OSC دارای نقاط قوت منحصر به فرد دیگری است که کاربردهای واقعی آن را هدایت می کند. 

دو ویژگی منحصر به فرد OSC نازک بودن و انعطاف پذیری آنها است. در حالی که یک سلول خورشیدی سیلیکونی معمولی تقریباً به اندازه عرض متوسط ​​موی انسان ضخامت دارد ، اکثر OSC ها تقریباً هزار برابر باریک ترند. به دلیل نازکی و انعطاف پذیری ، OSC ها را می توان روی سطوح منحنی و پشت انعطاف پذیر ساخت. به عنوان مثال می توان آنها را وصله یا در پارچه چادرها ، کوله ها و حتی لباس ها ادغام کرد. اکثر این محصولات هنوز در دست توسعه هستند و بازار خوبی را اشغال می کنند ، اما خلاقیت ابتکاری OSC را ارائه می دهند. با استفاده از فناوری OSC ، امکان استفاده از سلول های خورشیدی فقط در پشت بام ها و مزارع خورشیدی بسیار گسترش یافته است.


گرافیک اشتراک درونی


OSC ها همچنین می توانند شفاف ، نیمه شفاف یا در رنگ های مختلف ساخته شوند. در نتیجه ، کاربردهای بالقوه بسیاری برای استفاده معماری وجود دارد. به عنوان مثال ، OSC های شفاف می توانند در پنجره ها ادغام شوند تا از نور خورشید انرژی تولید کنند که در غیر این صورت ممکن است یک اتاق را گرم کند و باعث افزایش هزینه های تهویه هوا شود. Franky So ، استاد علوم و مهندسی مواد در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی ، برنامه دیگری را ارائه می دهد: OSC ها می توانند در سقف های آفتابی برای کمک به تأمین انرژی وسایل نقلیه برقی و هیبریدی استفاده شوند.

علاوه بر این ، سرمایه گذاری کم پیش و هزینه های بالقوه پایین حمل و نقل محصول ، فناوری OSC را برای جوامع کشورهای در حال توسعه که فاقد دسترسی به شبکه برق و منابع مالی ساخت آن هستند ، در دسترس قرار می دهد. Malika Jeffries-EL ، دانشیار شیمی در دانشگاه بوستون توضیح می دهد که OSC ها توانایی منحصر به فردی در "آوردن نیرو در جایی که قدرت وجود ندارد" دارند. در این موارد ، فناوری OSC می تواند برق ضروری را در مقادیر کمتری که برای کارهایی مانند روشنایی ، شارژ تلفن های همراه و داروهای یخچال و واکسن مورد نیاز است ، تأمین کند.

یکی دیگر از نقاط فروش OSC این است که در مقایسه با سلول های خورشیدی سیلیکونی ، انرژی کمتری برای تولید دارند. برای تولید سیلیکون با خلوص بالا برای سلولهای خورشیدی سیلیکون به کوره های بسیار داغ - بالاتر از 1,500 درجه سانتیگراد (2,700 درجه فارنهایت) نیاز است. برای مقایسه ، OSC های مقیاس بزرگ را می توان با چاپ ساده لایه های سلول روی پشتی در روندی مشابه فرآیند چاپ روزنامه ها ، تولید کرد. از آنجا که این فرآیند انرژی کمتری مصرف می کند ، زمان بازده انرژی OSC به طور قابل توجهی کمتر از سلول های سیلیکونی است. به عبارت دیگر ، OSC ها برای تولید مقدار انرژی لازم برای تولید آنها به زمان کمتری نیاز دارند.

چگونه کار می کند

اولین سلول خورشیدی آلی در سال 1958 ساخته شد ، اما تنها در دهه 2000 بود که OSC ها شاهد افزایش قابل توجه کارایی بودند. این فناوری OSC بهبود یافته از زمینه دیودهای ساطع کننده نور آلی ظاهر می شود که معمولاً با نام OLED شناخته می شوند. از فناوری OLED امروزه برای بسیاری از صفحات تلویزیون و تلفن در بازار استفاده می شود. در صفحه OLED ، با اعمال جریان الکتریکی ، لایه ای از مولکول های آلی (مولکولهایی که عمدتا از اتمهای کربن و هیدروژن تشکیل شده اند) نور ساطع می کنند. OSC اساساً برعکس عمل می کند - لایه مولکول های آلی هنگام قرار گرفتن در معرض نور ، جریان الکتریکی ایجاد می کند.

یک سلول خورشیدی آلی از چندین لایه مواد تشکیل شده است که یکی از آنها لایه پذیرنده است. وقتی نور خورشید به سلول برخورد می کند ، الکترون از لایه مولکول های آلی آزاد می شود و وظیفه پذیرنده این است که آن الکترون را به الکترود منتقل کند. این فرآیند باعث جمع شدن شارژ می شود ، همان چیزی است که برق تولید می کند.

نمودار کارایی OSC ها از 2000 تا 2020با توسعه پذیرنده های غیر فولرن ، کارایی OSC ها به شدت افزایش یافت. نمودار با مجوز از دکتر فیلیپه لاراین

به طور سنتی ، متداول ترین پذیرنده ها در OSC مواد مبتنی بر فولرن بودند - یک مولکول متشکل از 60 اتم کربن به هم پیوسته در ساختاری که شبیه یک توپ فوتبال است. با این حال ، با پذیرنده های فولرین ، کارایی OSC ها به حدود 10٪ محدود شد. به عبارت دیگر ، تنها 10٪ از نور خورشید که به سلول خورشیدی برخورد می کند به برق تبدیل شده است. بنابراین محققان تصمیم گرفتند انواع جدید لایه های پذیرنده را به عنوان ابزاری برای افزایش کارایی OSC کشف کنند.

دستیابی به موفقیت که به OSC ها امکان دستیابی به بازدهی بالاتر را می دهد ، توسعه پذیرنده های غیر فولرن (NFA) بود. با NFA بهره وری OSC به شدت افزایش می یابد - تا٪ 18 فقط در چند سال این باعث شده OSC ها به انتهای پایین تر برسند بازده 18 تا 22 درصد متوسط ​​سلول خورشیدی سیلیکونی موجود در بازار. این افزایش بهره وری فراتر از انتظارات بسیاری از کارشناسان است ، برخی از آنها وقتی کارایی OSC فقط 3٪ بود ، کار در این زمینه را آغاز کردند. ماردر می گوید: "اگر 10 سال پیش به من می گفتی كه ما سلول های خورشیدی آلی با 18 درصد كارایی خواهیم داشت ، من می خندیدم."  

موانع غلبه بر

قبل از عرضه گسترده OSC ها هنوز کارهای زیادی باید انجام شود. یکی از بزرگترین چالشها حلالهای مورد استفاده در فرآیند تولید است. بیشتر OSC های با عملکرد بالا با استفاده از حلال های کلر ساخته می شوند که هم خطرات بهداشتی و هم محیطی را تهدید می کنند. برنارد کیپلن ، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در Georgia Tech می گوید: "هنگام افزایش تولید OSC ، باید در معرض افرادی باشید که در کارخانه های تولیدی کار خواهند کرد." تحقیقات تا به امروز بیشتر بر روی دستیابی به بازدههای بالاتر بوده است ، اما همانطور که کیپلن می گوید ، "ما به روشی نیاز داریم که فراتر از فقط یک عدد باشد." برای اینکه OSC ها به یک فناوری مناسب تبدیل شوند ، باید فرایند تولید بهینه شود تا ایمن تر و مقرون به صرفه باشد.

مانع دیگر در تولید انبوه OSC تفاوت بین کارایی سلولهای منفرد تحت شرایط آزمایشگاهی ایده آل و کارایی هایی است که برای ماژول های بزرگتر نشان داده شده است. سلولهای منفرد می توانند راندمان بالایی داشته باشند ، اما مونتاژ چندین سلول در ماژول ها ، پانل ها یا آرایه ها نیاز به اتصالات الکتریکی اضافی دارد که باعث کاهش کارایی می شود. با این حال ، همانطور که کیپلن اشاره کرد ، انتظار می رود این انواع اختلافات وجود داشته باشد. وی می گوید: "مدتی طول می کشد تا افزایش کارایی سلول در کارایی ماژول هایی که از خطوط تولید خارج می شوند منعکس شود." "همین امر در مورد سلولهای خورشیدی سیلیکونی صادق بود."

بودجه برای تحقیقات OSC نگرانی دیگر است. در ایالات متحده ، بیشتر بودجه تحقیقات سلول های خورشیدی از طریق سازمان های دولتی مانند وزارت انرژی تأمین می شود. با این حال ، به گفته کیپلن ، "به دلیل ظهور دسته ای از سلولهای خورشیدی که به سرعت در حال گسترش است ،" منابع مالی زیادی برای انجام تحقیقات در مورد OSC خشک شدند " perovskites. کیپلن می گوید: "در مورد استفاده از پروسکیت ها هیجان زیادی ایجاد شده است زیرا کارایی آنها حتی در بعضی موارد از سیلیکون نیز بالاتر است." با این حال ، حتی با کاهش بودجه OSC در ایالات متحده ، چین همچنان پیشگام تحقیق و توسعه OSC است. ماردر می گوید: "میزان کار [در مورد تحقیقات OSC] در ایالات متحده بخش کوچکی از مقدار کار در چین است." "مردم چین به این دلیل کاملاً منفجر می شوند." 

دلایل خوش بینی

مصرف انرژی در آینده در جهان همچنان رو به افزایش خواهد بود ، به خصوص که کشورهای در حال توسعه آرزوی همان مزایای تولید انرژی مورد نیاز را دارند که کشورهای پیشرفته از آن بهره مند می شوند. محققانی مانند Marder ، Kippelen ، Jeffries-EL و So می گویند که فناوری OSC این توانایی را دارد که نقشی منحصر به فرد و مهم در انتقال جهانی به سمت انرژی های تجدیدپذیر داشته باشد. افزایش اخیر بهره وری OSC به 18٪ ، بسیاری از محققان برای پیشرفت این فناوری تلاش می کنند و دانشمندان اکنون به دنبال OSC های پشت سر هم هستند (که از دو ماده مختلف استفاده می کنند که طول موج های متمایز نور خورشید را جذب می کنند) تا انرژی بیشتری را نیز جذب کنند. برخی امیدوارند که این پیشرفت بتواند بازده OSC را حتی تا 20٪ افزایش دهد.

کیپلن خواستار دید طولانی مدت فناوری OSC است. او می گوید: "فناوری خورشیدی مدتهاست كه وجود خواهد داشت ، و من واقعاً معتقدم كه OSC با گذشت زمان ، خود را به عنوان یك فن آوری واقعاً مهم تثبیت خواهد كرد."

درباره نویسنده

 Kellie Stellmach یک دانشجوی تحصیلات تکمیلی است که دکترای خود را دنبال می کند. در شیمی در Georgia Tech. او مشتاق تولید مواد آلی جدید برای رفع چالش های زیست محیطی و پایداری است. تحقیقات فعلی وی بر سنتز پلیمرهای دمای پایین سقف با کاربردهای بالقوه به عنوان مواد قابل بازیافت متمرکز است.

کتاب های مرتبط

رها کردن: برنامه جامع تر که تا کنون پیشنهاد معکوس گرم شدن جهانی شده است

توسط پل هاوک و تام استایر
9780143130444در برابر ترس و بی تفاوتی گسترده، یک ائتلاف بین المللی محققان، متخصصان و دانشمندان برای جمع آوری راهکارهای واقع بینانه و جسورانه برای تغییرات آب و هوایی آماده شده است. صد روش و شیوه در اینجا توضیح داده شده است. برخی از آنها به خوبی شناخته شده اند. برخی از شما ممکن است هرگز از آن شنیده نشده است. آنها از انرژی پاک به آموزش دادن دختران در کشورهای با درآمد پایین به شیوه های استفاده از زمین است که کربن را خارج از هوا می کند. راه حل های موجود، از لحاظ اقتصادی قابل اجرا هستند، و جوامع در سراسر جهان در حال حاضر آنها را با مهارت و عزم را در اختیار دارد. موجود در آمازون

طراحی راه حل های آب و هوایی: راهنمای سیاستی برای انرژی کم کربن

توسط هال هاروی، رابی اورویس، جفری ریسمن
1610919564با توجه به تأثیرات تغییرات اقلیمی بر ما ، نیاز به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای جهانی چیزی فوری نیست. این یک چالش دلهره آور است ، اما فناوری ها و استراتژی های پاسخگویی به آن امروز وجود دارد. مجموعه کوچکی از سیاست های انرژی ، به خوبی طراحی و اجرا شده ، می تواند ما را در مسیر آینده با کربن کم قرار دهد. سیستم های انرژی بزرگ و پیچیده هستند ، بنابراین سیاست انرژی باید متمرکز و مقرون به صرفه باشد. رویکردهای متناسب با همه کارها به سادگی کار را به پایان نمی رسانند. سیاست گذاران به یک منبع جامع و واضح نیاز دارند که سیاست های انرژی را که بیشترین تأثیر را در آینده آب و هوایی ما دارند ، به طور خلاصه بیان کند و نحوه طراحی مناسب این سیاست ها را شرح دهد. موجود در آمازون

این همه چیز تغییر: سرمایه داری در مقابل آب و هوا

توسط Naomi Klein
1451697392In این همه چیز تغییر نائومی کلین استدلال می کند که تغییر آب و هوا تنها مسئله دیگری نیست که به طور منظم بین مالیات و مراقبت های بهداشتی ثبت شود. این یک زنگ خطر است که ما را به رفع یک سیستم اقتصادی است که در حال حاضر ما را از بسیاری جهات شکست. کلاین دقیقا برای اینکه چگونه میزان انتشار گازهای گلخانه ای خود را به طور عظیم کاهش می دهد، ما بهترین فرصت را برای کاهش همزمان نابرابری های خفیف، دوباره تصور دموکراسی های شکسته ما و بازسازی اقتصادهای محلی خود داریم. او در معرض نومیدی ایدئولوژیک از انکار کنندگان تغییرات اقلیمی، خطاهای مسیحیت مهندسان ژئواستراتژیک آینده و ناکامی غم انگیز بسیاری از طرح های اصلی جریان سبز قرار می گیرد. و او به طور دقیق نشان می دهد که چرا بازار بازار بحران آب و هوایی را نداشته و نمی تواند آن را حل کند، بلکه بدتر از همه با بدتر شدن روش های استخراج سنگین و اکولوژیکی، همراه با سرمایه داری فاجعه بار است. موجود در آمازون

از ناشر:
خرید در آمازون برای هزینۀ آوردن شما هزینه می کند InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com بدون هزینه و بدون تبلیغاتی که عادت مرور شما را دنبال می کنند. حتی اگر روی یک لینک کلیک کنید اما این محصولات انتخابی را خریداری نکنید، هر چیزی که شما در همان بازدید از آمازون خریداری می کنید، یک کمیسیون را به ما می دهد. هیچ هزینه اضافی برای شما وجود ندارد، پس لطفا در تلاش باشید. شما همچنین می توانید از این لینک استفاده کنید برای استفاده از آمازون در هر زمان، بنابراین می توانید به حمایت از تلاش های ما کمک کنید.

 

این مقاله در ابتدا در ظاهر Ensia

 

شکستن

با تشکر از بازدید شما InnerSelf.com، که در آن وجود دارد 20,000 + مقاله‌های تغییردهنده زندگی که «نگرش‌های جدید و امکانات جدید» را تبلیغ می‌کنند. همه مقالات به ترجمه شده است بیش از 30 زبان. اشتراک به مجله InnerSelf که به صورت هفتگی منتشر می شود و الهام روزانه ماری تی راسل. مجله InnerSelf از سال 1985 منتشر شده است.

کانادایی ها در حال از دست دادن اعتماد به اقتصاد هستند - و این بر درک آنها از نابرابری تأثیر می گذارد

مردم به تدریج سبک های زندگی پایدارتری را اتخاذ می کنند، اما بسیاری از آنها تغییر عادات را دشوار می دانند و اغلب نمی دانند سفر پایداری خود را از کجا شروع کنند.

بر اساس یافته‌های سال 17 که توسط گروه غیرانتفاعی Freedom House که طرفدار دموکراسی است، منتشر شده است، دموکراسی در سطح جهانی در حال کاهش است - و در 2023 سال گذشته در حال کاهش است.

چگونه Boxing Day از دادن پسماندهای کریسمس به خدمتکاران به جنون خرده فروشی تبدیل شد.

گرم شدن کره زمین یک مسئله مبرم است که سیاره ما و همه ساکنان آن را تهدید می کند. در سال های اخیر، دانشمندان در مورد عواقب احتمالی رسیدن به دمای 3 درجه سانتیگراد هشدار داده اند.

بر اساس داده هایی که اداره سرشماری در سپتامبر 2021 منتشر کرد، نابرابری درآمدی ایالات متحده در سال 2022 برای اولین بار در یک دهه افزایش یافت.