Partner serwisu

Plastikowy prąd

Kategoria: Innowacje i nauka

Technologie pozyskiwania energii odnawialnej oparte o efekt fotowoltaiczny bazują na wielu typach materiałów. Jedni wykorzystują amorficzny lub krystaliczny krzem, inni stosują TiO2, a jeszcze inni badacze korzystają z polimerów o właściwościach półprzewodnikowych. Polimery półprzewodzące proponują tyle rozwiązań, ile badacze mają pomysłów i zdaniem wielu będzie to technologia przyszłości, mająca znacznie mniejsze ograniczenia ze względu na fizykę zjawiska, aniżeli obecnie stosowane.

Plastikowy prąd

Coraz większe zanieczyszczenie powietrza wynikające ze spalania paliw kopalnych (tlenki azotu, siarki, pył zawieszony), a także decyzje podejmowane przez polityków dotyczące normemisji CO2 zmuszają szeroko rozumiany przemysł energetyczny, jak również indywidualnych odbiorców, do poszukiwania coraz to czystszych i mniej emisyjnych metody produkcji energii. Spośród wielu przyjaznych środowisku technologii wyróżnić można konwersję energii mechanicznej (np. farmy wiatrowe), cieplnej (np. geotermia), chemicznej (np. konwersja biogazu), jak i słonecznej, gdzie obiecującą jest fotowoltaika.

W roku 1839 Becquerel zaobserwował pierwszy proces fotoelektrochemiczny. Cezura ta jest przyjmowana jako narodziny fotowoltaiki, jednakże dopiero w roku 1958 Kearns i Calvin zmierzyli fotonapięcie rzędu 0,2 V, badając ftalocyjaniny magnezowe, co można uznać za początki organicznej fotowoltaiki. Zatem można przyjąć, że zarówno fizyka zjawisk, jak i procesy wytwarzania są na dojrzałym etapie.

Zjawisko fotowoltaiczne

Zanim jednak omówione zostaną zjawiska towarzyszące konwersji energii słonecznej na elektryczną w układach polimerowych, należy pokrótce omówić podstawy zjawiska w oparciu o klasyczne półprzewodniki. Najczęściej stosowanym półprzewodnikiem w fotowoltaice jest krzem. Zgodnie z teorią pasmową ciała stałego, orbitale powłok walencyjnych sąsiadujących atomów krzemu nakładając się, tworzą pasmo walencyjne. Natomiast położone energetycznie „wyżej” nieobsadzone orbitale tworzą pasmo przewodnictwa.

Rys. 1. Uproszczony schemat wzbudzenia elektronu z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa

Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ