Med ett växande medvetande och en ökande oro kring miljöfrågor som global uppvärmning blir forskningen om förnybara energiformer allt viktigare. Enligt U.S. Energy Information Administration (EIA) står solenergiteknologier dock bara för en bråkdel av en procent av den energi som förbrukas i USA varje år. Trots det har solenergin långsamt ökat i popularitet.
De två huvudsakliga formerna av solenergiteknologi är solvärmeenergi (STE) och fotovoltaisk energi (PV). Fotovoltaisk teknik omvandlar solenergi direkt till elektrisk energi med hjälp av någon form av halvledarmaterial. Hittills har de flesta solpaneler byggts på en av endast en handfull kemikalier som halvledare.
Silikon är ett av de vanligaste grundämnena på jorden och användes enligt EIA redan i några av de allra första fotovoltaiska anordningarna. Även i dag är silikon fortfarande det vanligaste halvledarmaterialet i solpaneler.
Monokristallint silikon, den mest effektiva men också dyraste varianten, framställs av högrenad smält silikon och växer fram från så kallade kristallfrön. Multikristallint silikon är mindre effektivt men billigare och kan tillverkas på flera olika sätt. Amorft silikon, som ofta används i exempelvis miniräknare, saknar kristallstruktur och är därför mindre stabilt än kristallint silikon när det används i solceller. Å andra sidan är amorft silikon, precis som multikristallint, betydligt billigare att producera.
Galliumarsenid (GaAs) är en kemisk förening som består av gallium och arsenik. Föreningen har utvecklats under senare år för flera högteknologiska tillämpningar, bland annat solenergi.
Som monokristallin film i solpaneler är galliumarsenid extremt effektivt. Supertunna celler, endast en bråkdel så tjocka som silikonceller, kan absorbera lika mycket energi som motsvarande silikonceller. Dessutom är materialet betydligt mer hållbart än de flesta andra halvledare och påverkas knappast av strålningsnedbrytning.
Den största nackdelen med galliumarsenid är kostnaden för gallium. Denna biprodukt från smältprocesser är enligt EIA till och med sällsyntare än guld.
Polikristallina tunnfilmer är också ett betydligt mer ljusabsorberande PV-material än silikon. Filmerna tillverkas vanligtvis av antingen koppar-indium-diselenid (CuInSe2) eller kadmiumtellurid (CdTe).
Små mängder gallium tillsätts ibland till koppar-indium-diselenid-filmerna för att justera bandgapet, medan kadmiumtellurids bandgap nästan är perfekt anpassat för att fånga upp solenergi. Andra ämnen som ibland används i båda paneltyperna är kadmiumsulfid (CdS) och zink (Zn).
Tunnfilmstekniken befinner sig fortfarande till stor del i forskningsfasen, men enligt Institute of Energy Conversion vid University of Delaware anses polikristallina tunnfilmer vara de mest lovande kandidaterna för storskalig tillämpning av fotovoltaisk energiomvandling.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online