Asante kwa kutembelea InnerSelf.com, zipo 20,000 + makala zinazobadilisha maisha zinazokuza "Mitazamo Mpya na Uwezekano Mpya." Nakala zote zimetafsiriwa kwa Lugha 30+Kujiunga kwa InnerSelf Magazine, iliyochapishwa kila wiki, na Daily Inspiration ya Marie T Russell. InnerSelf Magazine imechapishwa tangu 1985.

kuvunja

OPVIUS ASILI YA ASILI
Kama matokeo ya huduma zao za kipekee, seli za jua za jua zina matumizi kadhaa, ikiwa ni pamoja na ujumuishaji kwenye windows kutengeneza nishati kutoka kwa jua. Picha kwa hisani ya MaterialDistrict

Unapoweka picha ya nguvu ya jua, kuna uwezekano wa kuunda picha za paneli kubwa za jua zinazozidi urefu wa dari au kubwa shamba la jua nje shambani. Lakini vipi ikiwa unaweza kuweka jopo la jua kwenye jua la gari la mseto, kwenye hema au ndani ya windows ya jengo la ofisi? Je! Ikiwa ungeweza kuwezesha jokofu ya chanjo mahali pa mbali na paneli rahisi ya jua inayoweza kusafirishwa kwenye bomba la barua? Hizi ni matumizi machache tu ya teknolojia mpya inayojulikana kama seli za jua za jua (OSCs) - mpya, angalau, ikilinganishwa na teknolojia ya jua ya silicon, ambayo imekuwa karibu tangu miaka ya 1950.

Kama teknolojia ya jadi ya jua ya silicon, OSC zinageuza nishati ya jua kuwa umeme unaoweza kutumika. Lakini ni anuwai zaidi kuliko picha za kawaida za jua. OSC ni nyepesi na rahisi na zinaweza kufanywa kuwa wazi au kwa rangi anuwai. Sifa hizi huwapa matumizi ya uwezo wa nguo, gari na seli zilizounganishwa na jua, na kuunda nguvu katika maeneo ambayo haipo.

Maombi ya kipekee

Wakati ufadhili wa ziada na utafiti unahitajika kuleta OSC kwenye soko la biashara, wataalam wanakubali watachukua jukumu muhimu katika siku zijazo za teknolojia ya jua. Hiyo ilisema, hawatabadilisha au kushindana kichwa-kwa-kichwa na seli za jua za silicon. "Hatupaswi kutarajia kuona sehemu kubwa za OSC, kama zile zinazozalisha gigawati za nguvu kwenye mashamba ya jua ya silicon," anasema Seth Marder, profesa wa kemia katika Georgia Tech. Nishati ya jua inafaa kwa kutoa nguvu kubwa ya jua, wakati OSC zina nguvu zingine za kipekee zinazoongoza matumizi yake ya ulimwengu halisi. 

Vipengele viwili vya kipekee vya OSC ni kukonda na kubadilika. Wakati seli ya kawaida ya jua ya silicon ina unene kama upana wa wastani wa nywele za binadamu, OSC nyingi ni nyembamba mara elfu. Kwa sababu ya nyembamba na kubadilika, OSC zinaweza kutengenezwa kwenye nyuso zilizopindika na misaada rahisi. Kwa mfano, zinaweza kushonwa au kuunganishwa kwenye kitambaa cha mahema, mkoba na hata mavazi. Zaidi ya bidhaa hizi bado ziko chini ya maendeleo na zinachukua soko la niche, lakini zinaonyesha ubunifu wa ubunifu ambao OSCs hutoa. Na teknolojia ya OSC, uwezekano wa mahali ambapo seli za jua zinaweza kutumika umepanuliwa sana zaidi ya paa na shamba za jua.


innerself subscribe mchoro


OSC pia zinaweza kufanywa wazi, semitransparent au kwa rangi anuwai. Kama matokeo, kuna matumizi mengi ya matumizi ya usanifu. Kwa mfano, OSC zilizo wazi zinaweza kuunganishwa kwenye windows ili kutoa nishati kutoka kwa jua ambayo inaweza kupasha joto chumba na kuchangia gharama kubwa za hali ya hewa. Franky Kwa hivyo, profesa wa sayansi na uhandisi wa vifaa katika Chuo Kikuu cha Jimbo la North Carolina, anatoa programu nyingine tena: OSC zinaweza kutumika katika sunroofs kusaidia umeme wa umeme na mseto wa magari.

Kwa kuongezea, uwekezaji wa chini-mbele na gharama zinazowezekana za usafirishaji wa bidhaa hufanya teknolojia ya OSC kupatikana kwa jamii katika nchi zinazoendelea ambazo hazina ufikiaji wa gridi ya umeme na njia za kifedha za kuijenga. OSC zina uwezo wa kipekee wa "kuleta nguvu mahali ambapo nguvu haipo," anaelezea Malika Jeffries-EL, profesa mshirika wa kemia katika Chuo Kikuu cha Boston. Katika visa hivi, teknolojia ya OSC inaweza kutoa umeme muhimu kwa idadi ndogo inayohitajika kwa kazi kama taa, kuchaji simu za rununu, na dawa za kupokonya dawa na chanjo.

Sehemu nyingine ya kuuza ya OSC ni kwamba hawana nguvu kubwa ya kutengeneza kuliko seli za jua za silicon. Tanuu moto sana - zaidi ya 1,500 ° C (2,700 ° F) - zinahitajika ili kutengeneza silikoni ya usafi wa juu kwa seli za jua za silicon. Kwa kulinganisha, OSC kubwa zinaweza kutengenezwa kwa kuchapisha tu tabaka za seli kwenye kuungwa mkono katika mchakato sawa na ule uliotumiwa kuchapisha magazeti. Kwa sababu mchakato huu hutumia nishati kidogo, OSC zina muda mfupi zaidi wa kulipa nishati kuliko seli za silicon. Kwa maneno mengine, OSC zinahitaji muda mfupi ili kutoa kiwango cha nishati iliyochukua kuzitengeneza.

Jinsi Ni Kazi

Seli ya kwanza ya jua ya jua ilitengenezwa mnamo 1958, lakini haikuwa hadi miaka ya 2000 ambapo OSC ziliona ongezeko kubwa la ufanisi. Teknolojia hii iliyoboreshwa ya OSC ilitoka kwenye uwanja wa diode za kutoa mwangaza wa kikaboni, inayojulikana kama OLED Teknolojia ya OLED hutumiwa kwa skrini nyingi za runinga na simu kwenye soko leo. Katika skrini ya OLED, safu ya molekuli za kikaboni (molekuli zinazojumuisha kimsingi za atomi za kaboni na hidrojeni) hutoa mwanga wakati mkondo wa umeme unatumika. OSC zinafanya kazi kwa njia tofauti - safu ya molekuli za kikaboni hutengeneza mkondo wa umeme ukifunuliwa na nuru.

Seli ya jua ya kikaboni imeundwa na tabaka nyingi za vifaa, moja ambayo ni safu ya kukubali. Wakati jua likiingia kwenye seli, elektroni hutolewa kutoka kwa safu ya molekuli za kikaboni, na kazi ya mpokeaji ni kupitisha elektroni hiyo kwa elektroni. Utaratibu huu unasababisha ujengaji wa malipo, ambayo ndio inazalisha umeme.

Grafu ya ufanisi wa OSC kutoka 2000 hadi 2020Pamoja na ukuzaji wa wapokeaji wasio kamili, ufanisi wa OSC uliongezeka sana. Grafu kwa hisani ya Dk Felipe Larrain

Kijadi, wapokeaji waliotumiwa zaidi katika OSC walikuwa vifaa kulingana na fullerene - molekuli iliyo na atomi 60 za kaboni zilizojiunga pamoja katika muundo unaofanana na mpira wa mpira. Walakini, na wapokeaji kamili, ufanisi wa OSC ulipunguzwa kwa karibu 10%. Kwa maneno mengine, ni 10% tu ya jua inayogonga seli ya jua ilibadilishwa kuwa umeme. Watafiti kwa hivyo wameamua kutafuta aina mpya za tabaka za kukubali kama njia ya kuongeza ufanisi wa OSC.

Mafanikio ambayo yaliruhusu OSC kufikia ufanisi zaidi ilikuwa maendeleo ya wapokeaji wasio kamili (NFAs). Na NFAs ufanisi wa OSC uliongezeka sana - hadi% 18 katika miaka michache tu. Hii imeleta OSC hadi mwisho wa chini wa 18% hadi 22% ya ufanisi wa seli inayopatikana kibiashara ya silicon ya jua. Upeo huu kwa ufanisi umezidi matarajio ya wataalam wengi, ambao wengine wao walianza kufanya kazi kwenye uwanja wakati ufanisi wa OSC ulizunguka karibu 3% tu. "Ikiwa miaka 10 iliyopita ungeniambia tutakuwa na seli za jua za ufanisi wa 18%, ningecheka," Marder anasema.  

Vizuizi vya Kushinda

Bado kuna kazi nyingi ya kufanywa kabla ya OSCs kuuzwa sana. Moja ya changamoto kubwa ni vimumunyisho vinavyotumika katika mchakato wa utengenezaji. OSC nyingi zinazofanya vizuri zaidi hufanywa kwa kutumia vimumunyisho vyenye klorini, ambavyo vinawasilisha hatari za kiafya na kimazingira. "Wakati wa kuongeza utengenezaji wa OSC, lazima uzingatie kufunuliwa kwa watu ambao watakuwa wakifanya kazi kwenye viwanda vya utengenezaji," anasema Bernard Kippelen, profesa wa uhandisi wa umeme na kompyuta huko Georgia Tech. Utafiti hadi sasa umezingatia sana kupata ufanisi unaozidi kuwa juu, lakini kama Kippelen anasema, "tunahitaji njia ambayo inapita zaidi ya nambari moja tu." Ili kuzifanya OSC kuwa teknolojia inayofaa, mchakato wa utengenezaji lazima uboreshwe ili kuifanya iwe salama na yenye gharama nafuu.

Kizuizi kingine kwa uzalishaji mkubwa wa OSC ni tofauti kati ya ufanisi wa seli za kibinafsi zilizojaribiwa chini ya hali bora za maabara, na ufanisi ambao umeonyeshwa kwa moduli kubwa. Seli za kibinafsi zinaweza kuwa na ufanisi mkubwa, lakini kukusanya seli nyingi kwenye moduli, paneli au safu zinahitaji unganisho la umeme la ziada ambalo litapunguza ufanisi. Walakini, kama Kippelen anasema, tofauti hizi zinatarajiwa. "Inachukua muda kabla ya kuongezeka kwa ufanisi wa seli kuonyeshwa kwa ufanisi wa moduli zinazotoka kwenye laini za utengenezaji," anasema. "Vivyo hivyo na seli za jua za silicon."

Ufadhili wa utafiti wa OSC ni wasiwasi mwingine. Nchini Merika, fedha nyingi za utafiti wa seli za jua hutoka kwa wakala wa serikali, kama Idara ya Nishati. Walakini, kulingana na Kippelen "vyanzo vingi vya ufadhili vimekauka kufanya utafiti juu ya OSC," kwa sababu ya kuibuka kwa darasa linalopanuka haraka la seli za jua zinazoitwa perovskites. "Kumekuwa na msisimko mwingi karibu na utumiaji wa perovskites kwa sababu ufanisi wao ni wa juu zaidi kuliko silicon katika visa vingine," anasema Kippelen. Walakini, hata kama ufadhili wa OSC umepungua Amerika, China inaendelea kuongoza utafiti na maendeleo ya OSC. "Kiasi cha kazi [kwenye utafiti wa OSC] huko Merika ni sehemu ndogo sana ya kiwango cha kazi nchini Uchina," Marder anasema. "Watu nchini Uchina wataendelea kabisa na jambo hili." 

Sababu za kuwa na Tumaini

Matumizi ya nishati ya ulimwengu ya baadaye yataendelea kuongezeka, haswa wakati nchi zinazoendelea zinatamani faida sawa za uzalishaji wa nishati unaohitajika ambao nchi zilizoendelea zinafurahia. Watafiti kama Marder, Kippelen, Jeffries-EL na Kwa hivyo wanasema teknolojia ya OSC ina uwezo wa kucheza jukumu la kipekee na muhimu katika mpito wa ulimwengu kuelekea nishati mbadala. Ongezeko la hivi karibuni la ufanisi wa OSC hadi 18% lina watafiti wengi wanaofanya kazi ili kuendeleza teknolojia hii, na wanasayansi sasa wanaangalia Sanjari za OSC (ambazo zinatumia vifaa viwili tofauti ambavyo huchukua urefu wa mionzi ya jua) kukamata nguvu zaidi. Wengine wana matumaini kuwa maendeleo haya yanaweza kuongeza ufanisi wa OSC hata zaidi - hadi 20%.

Kippelen anataka mtazamo wa muda mrefu wa teknolojia ya OSC. "Teknolojia ya jua itakuwa karibu kwa muda mrefu," anasema, "na ninaamini kabisa OSC, na wakati, itajiimarisha kama teknolojia muhimu sana."

Kuhusu Mwandishi

 Kellie Stellmach ni mwanafunzi aliyehitimu kufuata Ph.D. katika kemia huko Georgia Tech. Ana shauku juu ya kukuza vifaa vipya vya kikaboni ili kushughulikia changamoto za mazingira na uendelevu. Utafiti wake wa sasa unazingatia usanisi wa polima zenye joto la chini na matumizi yanayoweza kutumika kama vifaa vinavyoweza kutumika tena.

Vitabu kuhusiana

Upungufu: Mpango wa Kisiasa Zaidi Uliopendekezwa Kugeuza Upepo wa Ulimwenguni

na Paul Hawken na Tom Steyer
9780143130444Katika uso wa hofu na upendeleo usioenea, muungano wa kimataifa wa watafiti, wataalamu, na wanasayansi wamekusanyika ili kutoa suluhisho la ufumbuzi wa hali ya hewa na kweli. Mbinu na mazoea mia moja huelezea hapa-baadhi yanajulikana; baadhi huenda haujawahi kusikia. Zinatoka kutoka nishati safi ili kuwaelimisha wasichana katika nchi za kipato cha chini kwa njia za matumizi ya ardhi ambayo huvuta kaboni nje ya hewa. Ufumbuzi unawepo, ni wa kiuchumi unaofaa, na jamii duniani kote sasa huwafanya kwa ustadi na uamuzi. Inapatikana kwenye Amazon

Kuunda Solutions ya Hali ya Hewa: Mwongozo wa Sera kwa Nishati ya Chini ya Carbon

na Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Pamoja na athari za mabadiliko ya hali ya hewa tayari juu yetu, hitaji la kupunguza uzalishaji wa gesi chafu sio tu chini ya haraka. Ni changamoto kubwa, lakini teknolojia na mikakati ya kuikabili ipo leo. Seti ndogo ya sera za nishati, iliyoundwa na kutekelezwa vizuri, inaweza kutuweka kwenye njia ya maisha ya chini ya kaboni. Mifumo ya nishati ni kubwa na ngumu, kwa hivyo sera ya nishati lazima izingatiwe na gharama nafuu. Mbinu za ukubwa mmoja hazitakamilisha kazi. Watunga sera wanahitaji rasilimali iliyo wazi, kamili inayoelezea sera za nishati ambazo zitakuwa na athari kubwa kwa hali yetu ya hewa ya hali ya hewa, na inaelezea jinsi ya kuunda sera hizi vizuri. Inapatikana kwenye Amazon

Hii Mabadiliko Kila kitu: Capitalism vs Hali ya Hewa

na Naomi Klein
1451697392In Hii Mabadiliko Kila kitu Naomi Klein anasema kwamba mabadiliko ya hali ya hewa sio suala jingine tu linalofaa kati ya kodi na huduma za afya. Ni alarm ambayo inatuita sisi kurekebisha mfumo wa kiuchumi ambao tayari hutuvunja kwa njia nyingi. Klein hujenga jinsi ya kupunguza kasi ya uzalishaji wetu wa chafu ni fursa nzuri zaidi kwa wakati huo huo kupunguza kupunguza kutofautiana, kufikiri tena demokrasia zetu zilizovunjika, na kujenga upya uchumi wetu wa ndani. Anafunua kukata tamaa ya kiitikadi ya wasioko wa mabadiliko ya hali ya hewa, udanganyifu wa Kiislamu wa wasiokuwa geoengineers, na kushindwa kwa kutisha kwa mipango mingi ya kijani. Na anaonyesha kwa nini soko haliwezi-na haiwezi kurekebisha mgogoro wa hali ya hewa lakini badala yake hufanya mambo kuwa mabaya zaidi, na njia za uchimbaji wa uharibifu wa mazingira, na uhamasishaji mkubwa wa maafa. Inapatikana kwenye Amazon

Kutoka kwa Mchapishaji:
Ununuzi kwenye Amazon huenda ukapoteza gharama ya kukuleta InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, na Hali ya hewaImpactNews.com bila gharama na bila watangazaji ambao wanafuatilia tabia zako za kuvinjari. Hata kama wewe bonyeza kiungo lakini usiupe bidhaa hizi zilizochaguliwa, kitu kingine chochote unachotumia katika ziara hiyo hiyo kwenye Amazon hutupa tume ndogo. Hakuna gharama ya ziada kwako, kwa hiyo tafadhali shiriki katika jitihada. Unaweza pia tumia kiungo hiki kutumia Amazon wakati wowote ili uweze kusaidia kusaidia jitihada zetu.

 

Makala hii awali alionekana kwenye Ensia

 

kuvunja

Asante kwa kutembelea InnerSelf.com, zipo 20,000 + makala zinazobadilisha maisha zinazokuza "Mitazamo Mpya na Uwezekano Mpya." Nakala zote zimetafsiriwa kwa Lugha 30+. Kujiunga kwa InnerSelf Magazine, iliyochapishwa kila wiki, na Daily Inspiration ya Marie T Russell. InnerSelf Magazine imechapishwa tangu 1985.

Wakanada wanapoteza imani katika uchumi - na inaathiri mtazamo wao wa kutokuwepo usawa

Watu wanachukua hatua kwa hatua mtindo wa maisha endelevu, lakini wengi huona vigumu kubadili tabia na mara nyingi hawajui wapi pa kuanzia safari yao endelevu.

Demokrasia inapungua duniani kote - na imekuwa ikifanya hivyo kwa miaka 17 iliyopita, kulingana na matokeo ya 2023 yaliyochapishwa na kundi lisilo la faida la Freedom House, ambalo linatetea demokrasia.

Jinsi Siku ya Ndondi ilivyobadilika kutoka kuwapa watumishi masalio ya Krismasi kwa mshangao wa rejareja.

Ongezeko la joto duniani ni suala kubwa ambalo linaleta vitisho vikali kwa sayari yetu na wakazi wake wote. Katika miaka ya hivi karibuni, wanasayansi wameonya juu ya athari zinazowezekana za kufikia 3 ° C ...

Ukosefu wa usawa wa mapato ya Amerika ulikua mnamo 2021 kwa mara ya kwanza katika muongo mmoja, kulingana na data Ofisi ya Sensa iliyotolewa mnamo Septemba 2022.