Фотоэлектрик технологийн тасралтгүй хувьслын явцад гурав дахь үеийн фотоэлектрик технологийн төлөөлөл болох халькогенид нарны зай хураагуурууд нь өвөрмөц давуу тал, асар их боломжийнхоо ачаар шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэлийн салбарт анхаарлын төвд орж байна. Саяхан Нанкай Их Сургуулийн Химийн сургуулийн профессор Юань Минжианы удирдсан судалгааны баг халькогенид нарны зай хураагуурын судалгаанд томоохон нээлт хийж, энэ салбарын хөгжилд шинэ эрч хүч нэмлээ.
Халкогенид нарны эсийн өвөрмөц давуу талууд
Халькогенид нь өвөрмөц талст бүтэцтэй материалын ангилал бөгөөд шинэ нарны зай болон бусад хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд өргөн хүрээний хэрэглээтэй. Халькогенид нарны зай нь яагаад ийм их анхаарал татаж байгаагийн гол шалтгаан нь дараах чухал давуу талуудтай холбоотой юм.
1. Уян хатан байдал ба нийцтэй байдал:Халкоцит материал нь уян хатан чанар сайтай бөгөөд уян хатан батерей болгон ашиглаж болох бөгөөд энэ нь өмсдөг төхөөрөмж, уян хатан электрон бүтээгдэхүүн гэх мэт зарим тусгай хэрэглээний нөхцөлд ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд фотоэлектрик технологийн хэрэглээний цар хүрээг эрс өргөжүүлдэг.
2. Том талбайд бэлтгэх боломж:Уламжлалт цахиур дээр суурилсан нарны эсүүдтэй харьцуулахад халькогенид нарны эсүүд нь уусмал боловсруулах болон бусад хямд өртөгтэй бэлтгэх аргуудаар дамжуулан том талбайд батерей үйлдвэрлэхэд илэрхий давуу талтай бөгөөд энэ нь фотоэлектрик үйлдвэрлэлийн өртгийг бууруулах, фотоэлектрик технологийг өргөн хүрээнд хэрэгжүүлэхэд чухал ач холбогдолтой юм.
3. Онолын хөрвүүлэлтийн өндөр үр ашиг:Онолын хувьд халькогенид нарны зай хураагуурууд нь фотоволтайк хувиргалтын өндөр үр ашигтай бөгөөд тэдгээрийн онолын хязгаарын үр ашиг нь уламжлалт цахиур дээр суурилсан нарны зай хураагууруудтай харьцуулах боломжтой юм. Судалгааг тасралтгүй гүнзгийрүүлэн хийснээр халькогенид нарны зай хураагууруудын бодит хувиргалтын үр ашиг мөн сайжирч байгаа нь хөгжлийн асар их боломжийг харуулж байна.
Халкогенид нарны эсийн сорилт
Халькогенидын нарны зай хураагуурын олон давуу талтай хэдий ч томоохон хэмжээний арилжааны хэрэглээнээс өмнө шийдвэрлэх шаардлагатай хэд хэдэн гол асуудалтай тулгарсаар байгаа бөгөөд үүнд тогтвортой байдлын асуудал онцгой анхаарал татаж байна.
1. Өндөр температурын тогтворгүй байдал:Батерейны гэрэл шингээгч давхарга болохын хувьд халькогенидын материалын тогтвортой байдалд гадны орчны хүчин зүйлс ихээхэн нөлөөлдөг. Өндөр хүчин чадалтай халькогенидын нарны зай хураагуур бэлтгэхэд физик фазыг тогтворжуулж, талсжилтыг зохицуулахын тулд ууршимтгай органик амин давсны нэмэлтийг ашиглах шаардлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч энэхүү нэмэлт нь өндөр температурт задарч, кальцитын хальсны химийн найрлага дахь тэнцвэргүй байдлыг үүсгэж, өндөр температурт ажиллах үед батерейны тогтвортой байдлыг мэдэгдэхүйц бууруулж, энэ нь түүний өргөн хүрээтэй арилжааны хэрэглээг хязгаарлах гол саад тотгоруудын нэг болсон.
2. Урт хугацааны тогтвортой байдал хангалтгүй байна:Өндөр температурын тогтвортой байдлаас гадна халькогенид нарны эсүүд нь удаан хугацаанд ашиглагдах процессоос гадна материалын хөгшрөлт, гэрлийн уналт болон гүйцэтгэлийн доройтолд хүргэдэг бусад хүчин зүйлүүдтэй тулгардаг бөгөөд энэ нь арилжааны хэрэглээний хэрэгжих боломж, найдвартай байдалд тодорхой хэмжээгээр нөлөөлдөг.
Хамгийн сүүлийн үеийн судалгааны нээлтүүд болон ололт амжилтууд
Нанкай Их Сургуулийн Химийн сургуулийн профессор Юань Минжиан өндөр температурын ажиллагааны нөхцөлд халькогенид нарны зайнуудын үйл ажиллагааны тогтворгүй байдлын асуудлыг шийдвэрлэх зорилгоор судалгааны багийг удирдаж, олон улсын хамтын ажиллагааны өндөр түвшний судалгаа хийж, гайхалтай үр дүнд хүрсэн.
1. Шинэ бэлтгэлийн стратеги боловсруулах:Судалгааны баг онолын таамаглалтай хослуулан өндөр дулааны тогтвортой байдалтай хайлш халькогенидын бэлтгэлийн стратеги боловсруулсан. Энэхүү стратеги нь халькогенидын хальсны цезийн метамид бүрэлдэхүүн хэсгийн жигд бус байдлын асуудлыг бүрэн шийдэж, халькогенидын материалын тогтвортой байдлыг үндсээр нь сайжруулдаг.
2. Өндөр үр ашиг ба өндөр тогтвортой байдлын хослол:Энэхүү стратегийн дагуу бэлтгэсэн халькогенид нарны зайн төхөөрөмжүүд нь дэлхийн хэмжээний эрчим хүчний хувиргалтын үр ашиг, өндөр температурын тогтвортой байдлыг харуулсан. Энэхүү ололт амжилт нь халькогенид нарны зайнуудын тогтвортой байдлыг сайжруулах бат бөх техникийн үндэс суурийг тавиад зогсохгүй фотоэлектрик технологийг цаашид практикт нэвтрүүлэх, арилжааны болгох өргөн боломжийг нээж өгч байна.
3. Үр дүнгийн нийтлэлт ба ач холбогдол:9-р сарын 30-ны орой Nature сэтгүүл судалгааны үр дүнг "Өндөр дулааны тогтвортой байдалтай халькогенидын нарны зайн цезийн амидин бүрэлдэхүүн хэсэг" гарчигтайгаар нийтэлжээ. Энэхүү судалгаа нь дэлхийн эрчим хүчний бүтцийн ногоон өөрчлөлтийг дэмжихэд өргөн хүрээтэй ач холбогдолтой бөгөөд шинэ үеийн фотоэлектрик технологийн томоохон нээлт болж байна.
Ирээдүйн хөгжлийн хэтийн төлөв
Энэхүү судалгааны үр дүнд хүрснээр кальцит нарны зай хураагуурын хөгжлийн хэтийн төлөв улам бүр гэрэл гэгээтэй болсон. Одоогийн байдлаар судалгааны баг сургууль, аж ахуйн нэгжүүдийн хамтын ажиллагаагаар дамжуулан аж үйлдвэржилтийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өндөр хүчин чадалтай халькогенид нарны зай хураагуурын модулиудын судалгаа, хөгжүүлэлтийг идэвхтэй дэмжиж, судалгааны үр дүнг аль болох хурдан практикт хэрэгжүүлэх, буух ажлыг аж үйлдвэржүүлэхийг дэмжих зорилготой ажиллаж байна.
1. Хурдасгасан аж үйлдвэржилт:Энэхүү нээлт нь халькогенидын нарны зай хураагуурын аж үйлдвэржилтийг ихээхэн хурдасгах бөгөөд дараагийн хэдэн жилд томоохон хэмжээний арилжааны үйлдвэрлэл, хэрэглээнд хүрэх бөгөөд дэлхийн эрчим хүчний зах зээлд илүү үр ашигтай, хямд өртөгтэй цэвэр эрчим хүчний шийдлүүдийг бий болгоно гэж найдаж байна.
2. Аппликейшн өргөтгөл:Нарны зайны гүйцэтгэл тасралтгүй сайжирч, халькогенид нарны зайны өртөг цаашид буурах тусам түүний хэрэглээний хүрээ улам өргөжих болно. Уламжлалт фотоэлектрик цахилгаан станцуудаас гадна тархсан цахилгаан үйлдвэрлэл болон бусад салбарууд төдийгүй барилга байгууламжийн интеграци, хөдөлгөөнт эрчим хүч, эд зүйлсийн интернет болон бусад шинээр гарч ирж буй салбаруудад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
3. Эрчим хүчний бүтцийн өөрчлөлтийг дэмжих:Цэвэр, сэргээгдэх эрчим хүчний технологи болохын хувьд кальцит нарны зайг өргөнөөр ашиглах нь дэлхийн эрчим хүчний бүтцийн ногоон өөрчлөлтийг дэмжих, уламжлалт чулуужсан эрчим хүчнээс хамаарлыг бууруулах, нүүрстөрөгчийн ялгарлыг бууруулах, дэлхийн уур амьсгалын өөрчлөлтийн эсрэг тэмцэлд эерэг хувь нэмэр оруулахад туслах болно.
Эцэст нь хэлэхэд, фотоэлектрик технологийн шинэ үеийн төлөөлөгчийн хувьд зарим бэрхшээлтэй тулгарч байгаа ч судлаачдын тасралтгүй хүчин чармайлт, технологийн шинэчлэлийн ачаар хөгжлийн хэтийн төлөв маш өргөн байна. Ойрын ирээдүйд халькогенид нарны зай хураагуурууд эрчим хүчний салбарт гялалзаж, хүний нийгмийн тогтвортой хөгжилд хүчтэй эрчим хүчний дэмжлэг үзүүлнэ гэж үзэж байна.
