סיקור מקיף

משטחים מודפסים של תאי-שמש יוזילו מאוד את עלות הפקת החשמל

בקרוב ניתן יהיה לייצר תאי-שמש באופן זול יותר ע"י השימוש בדיו ננו-חלקיקי המאפשר את הדפסתם בדומה לעיתונים, או לצפות בהם קירות חיצוניים או גגות לשם קליטת קרינת-שמש והמרתה לחשמל

דר. משה נחמני

מערך קולטי שמש מודפס. צילום: אוניברסיטת טקסס באוסטין
מערך קולטי שמש מודפס. צילום: אוניברסיטת טקסס באוסטין

בקרוב ניתן יהיה לייצר תאי-שמש באופן זול יותר ע"י השימוש בדיו ננו-חלקיקי המאפשר את הדפסתם בדומה לעיתונים, או לצפות בהם קירות חיצוניים או גגות לשם קליטת קרינת-שמש והמרתה לחשמל.

Brian Korgel, מהנדס כימיה באוניברסיטת טקסס שבאוסטין, צופה שמחירם של התאים החדשים יהיה רק כעשירית ממחירם הנוכחי בעקבות החלפת תהליך הייצור הרגיל של תאי-שמש – שיקוע גזי בתא ריק, המחייב טמפרטורות גבוהות ועלותו יקרה יחסית.

"זה הדבר הנדרש עבור הפיכת טכנולוגיות של תאי-שמש ותאים פוטו-וולטאיים דומים לנפוצות יותר," אמר החוקר. "השמש מהווה מקור אנרגיה כמעט בלתי-מוגבל, אולם טכנולוגיות לניצול אנרגיה סולארית זו מוגבלות ויקרות, ועל-כן אינן תחרותיות יחסית לדלקים שמקורם בנפט."

במשך השנתיים האחרונות המדען וצוות המחקר שלו עבדו יחדיו על פיתוח תהליך ייצור זול של תאים אלו המבוסס על ננו-חומרים. הממצאים הראשוניים של מחקר זה פורסמו בכתב-העת המדעי Journal of the American Chemical Society.

הדיו יוכל להיות מודפס באמצעות גלילי הדפסה על מצע פלסטיק או על פלדת אל-חלד. והיכולת לצבוע באמצעות דיו זה את קירות הבניינים והגגות מעשי ביותר. "תצטרך לצבוע שכבה אחת של החומר קולט-השמש ומספר שכבות אחרות בנוסף," מסביר החוקר. "זהו צעד אחד בכיוון של תאי-שמש צבועים."

החוקרים משתמשים בננו-חומרים קולטי-שמש שעוביים קטן פי עשרת-אלפים מעובייה של שיערת אדם יחידה, וגודל מיקרוסקופי זה מאפשר קבלת תכונות פיסיקליות המסייעות להגברת היעילות של התקנים מסוג זה.

בשנת 2002, החוקר הקים בקליפורניה חברה ששמה Innovalight המייצרת סוגי דיו שבהם צורן משמש כבסיס. כעת, החוקרים משתמשים בחומר נחושת-אינדיום-גאליום-סלניד (CIGS), שהינו הן זול יותר והן ידידותי יותר לסביבה. "לחומר זה ישנם מספר יתרונות אפשריים יחסית לצורן," מציין החוקר. "זהו מוליך-למחצה בעל פער-פסים (band gap ) ישיר, כלומר יש צורך בפחות חומר ליצירת תא-השמש – יתרון כלכלי משמעותי ביותר." צוות המחקר פיתח אב-טיפוס של תא-שמש מסוג זה שיעילותו הינה אחוז אחד; אולם, הם נדרשים להיות בעלי יעילות של עשרה אחוזים כדי להוות חלופות תחרותיות לשיטות הקיימות היום. אם יעד זה יתממש, ניתן יהיה לראות את המוצר המוגמר בשוק תוך חמש שנים." החוקרים מוסיפים כי הדיו, שהינו שקוף-למחצה, יוכל לשמש גם בחלונות דו-תכליתיים שיספקו תכונות של תאי-שמש.

הידיעה מהאוניברסיטה

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

8 תגובות

  1. אומרים שמנהיג הוא מי שרואה לאן הולך העדר וצועק (בטרם עת) אחריי. ריי קורצוויל הוא כזה….
    אנרגיה סולרית לא תחליף כל כך מהר את האנרגיה הפוסילית, לא ב 20 השנים הקרובות, ולא ב 100%.

    טכנולוגויות האנרגיה מקלין טק עוד רק בתחילת דרכן, ובנצילות נמוכה יחסית לאנרגיה פוסילית (בעיקר האנרגיה הסולרית) – 1% נצילות, וזה עוד בלי לדבר על זה שהחברה הבריטית למדע מדברת על להרים אבק לאטמוספירה באמצעות התפרצויות געש יזומות כדי לחסום חלק ניכר מקרני השמש (לצרכי קירור כדור הארץ) מה שיוריד עוד יותר את נצילות התאים במידה וזה יקרה…

  2. אחד הטיעונים המרכזיים של ריי קורצוויל (בסיפרו, בהרצאותיו) הוא שבתוך 20 השנים הקרובות אנרגיה סולארית תספק 100% (והרבה מעבר לזה) מצרכי האנרגיה של האנושות, זאת בזכות שימוש בשיטות המבוססות על ננו-טכנולוגיה, והיא תהיה גם הרבה יותר משתלמת מבחינת עלות/תועלת על פני שימוש בנפט או גזים טבעיים –

    http://www.tapuz.co.il/blog/ViewEntry.asp?EntryId=1065939

  3. שאלה בקשר לקולטים המודפסים,
    כיצד ניתן לחבר אותם לרשת החשמל? אני מניח שלא באמצעות כבלים, אבל בכל זאת, מה הדרך?

  4. חן טי,

    להיפך. המשטחים הללו קולטים את אנרגיית השמש באמצעות המרתה לאנרגיה חשמלית. הגג של הבית שלך, אם הוא לא מכוסה בקולטים כאלה, אז הוא פשוט לא ממיר את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית, אלא מחזיר את חלקה לאטמוספירה שבתורה, באמצעות אפקט החממה מחזירה אותה חזרה לקרקע (שוב חלקית), ואת השאר הגג ממיר לאנרגיית חום..

  5. החקלאי יוכל לכסות את השטח שלו במשטח שקולט שמש מגלי אור מסויימים ומאפשר לגלים אחרים לעבור (פילטרים, בעברית תקנית) ומתחת לקולטים יוכל לגדל את הצמחים שלו.

    בעניין ההתחממות: כיום המצב הוא שכל השמש שמגיעה לכדור הארץ ולא מוחזרת לחלל (אלבידו) הופכת כאן או לחום באופן מיידי או למוצרי צריכה שעם הזמן יהפכו לחום. נדמה לי שאין חשש של התחממות. אם כבר אז ההפך שהרי קצב גידול גזי החממה ממקור פוסילי יקטן

  6. תארו לכם שכל בית במדינה נצבע בצבע הזה ונאמר 10 אחוז מהחשמל שהוא קולט מהשמש מניע את המעלית, המזגן בחדר קבלה, ומממן את חברת האחזקה ממכירתו לחברת חשמל.
    חשיבו על מצב בו חקלאי שלא הצליח בגידוליו, יכסה את השטח שלו בקולטי אנרגיה כאלו ויתפרנס ממכירת חשמל לחברת חשמל, 9 חודשים בשנה. הוא כמובן יכול גם לכסות את כל החלק העליון של החממה באותם קולטים.

  7. עוד שלב בדרך לבגדים מודפסים שיקלטו אנרגיה ויטענו מחשב על בגד וטלפון סלולרי. אלא, שאם מוצרים כאלו יהיו נפוצים כמו ג'ינס, לדוגמה, ויקלטו באחוזים הולכים וגדלים את אנרגיית השמש, האם זה לא יגדיל את התחממות האטמוספירה ביחס גדול יותר לגזים מוהפקים כאשר אנו משתמשים בחשמל טפש (על בסיס פחם, גז)?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן