Pwede bang monitor at window na ito ang sinamahan ng solar panel? patat / Shutterstock.com
Isipin na nakatayo sa harap ng isang pader ng mga bintana, tinitingnan ang tanawin. Naririnig mo ang isang tao na pumasok sa silid sa likuran mo. Lumiko ka. "Maligayang pagdating," sabi mo. "Narito ang video na nais kong ipakita sa iyo." Sa pindutin ng isang pindutan, ang view nawala at ang mga bintana ay nagbago sa isang high-definition TV screen.
Hindi, ang iyong kaibigan ay hindi James Bond, at ikaw ay hindi ang susunod Q. Pa rin, kahit na panoorin mo ang video, ang iyong window-TV ay ginagawa ng marami upang makatulong na maiwasan ang global na sakuna bilang anumang gadget Bond-pelikula kailanman ginawa. Nakikita mo, ito rin ay isang solar panel, patuloy na pag-ani ng nababagong enerhiya mula sa araw. Ang suliranin ng pagbabago ng klima ay hindi isang tipikal na pelikula na supervillain, ngunit ito ay isang mas mahirap na problema kaysa Goldfinger posed. Mas masahol pa, ang mga pagsisikap ng sangkatauhan na malutas ito sa mga umiiral na teknolohiya ay hindi gumagana nang mabilis.
Ang mga bayani na nakasakay sa pagsagip ay maaaring isang bagong teknolohiya na tinatawag organic semiconductors, isang bagong paraan upang gumawa ng mga materyal na nagsasagawa ng kuryente sa ilalim lamang ng ilang mga kundisyon. Karamihan sa semiconductors sa modernong elektronika ay gawa sa mala-kristal, bumubuo ng bato mga sangkap tulad ng silikon. Sa pamamagitan ng kaibahan, ang mga organikong semiconductor, ay ginawa lalo na ng mga molecule na nakabatay sa carbon. Sila ay mas mababa lakas upang gumawa kaysa sa maginoo semiconductors. Halimbawa, ang isang maginoo na photovoltaic cell ay maaaring tumagal ng maraming taon upang makabuo ng mas maraming enerhiya na kinakailangan upang itayo ito; isang organic na photovoltaic cell tumatagal ng ilang buwan.
Gayunpaman, marahil ang pinaka kapana-panabik na bagay tungkol sa mga organic semiconductors ay posible na mag-disenyo ng mga molecule na may kakayahang umangkop, magaan, kulay o ganap na transparent. Sa lab ay nagtatrabaho ako, sinisiguro namin at sinubok ang mga bagong maliit na molecule na may partikular, naka-target na katangian - tulad ng paggawa ng isang simpleng transparent pane sa isang window, screen at solar panel.
Pagkuha ng solar energy
Ang pagsasagawa ng isang solar panel na din sa isang window ay nagsasangkot ng kaunting pagkamalikhain: Dapat itong maging isang bagay na parehong sumisipsip ng liwanag, upang gumawa ng koryente, at nagbibigay-daan sa liwanag sa pamamagitan ng, upang ipaalam sa mga tao na makita ang loob at labas.
Sinasamantala ng aming materyal ang katunayan na ang isang window lamang ang kailangang magpadala ng nakikitang liwanag ng tao; sa aking lab, maaari kaming gumawa ng mga molecule na sumisipsip lamang ng UV at infrared na ilaw, ang mga wavelength ng liwanag na hindi nakita ng aming mga mata. Ang mga ito ay mga bahagi ng spectrum na hindi namin gusto talagang pumasa sa isang window pa rin. UV light nagbibigay sa iyo ng sunog ng araw. At mainit ang infrared na ilaw: Pag-filter ito maaaring mag-save sa paggamit ng enerhiya at gastos ng air conditioning. Totoo na ang aming pamamaraan ay hindi nakuha ang lahat ng lakas sa sikat ng araw, ngunit okay lang. Ang halaga ng solar energy na umaabot sa Earth bawat oras is higit sa lahat ang ginagamit ng sangkatauhan sa isang taon.
Pag-flipping ang proseso sa paligid
Kapaki-pakinabang din ang mga organikong semiconductor sa paggawa ng mga sinusubaybayan at pagpapakita. Kung sa tingin mo tungkol dito, isang screen ay karaniwang isang solar panel tumakbo pabalik. Lumilikha ito ng liwanag mula sa isang kasalukuyang koryente. Parehong solar panel at Mga display screen kasangkot ang mga conversion sa pagitan ng liwanag at kuryente. Tulad ng maaari naming mag-disenyo ng mga transparent organic semiconductors, maaari naming magdisenyo ng mga molecule na naglalabas ng mga tiyak na kulay ng liwanag kapag ang isang electric na kasalukuyang ginagamit.
Magkasama ng isang molekula na nagpapalabas ng pula, isang molekula na nagpapalabas ng asul, at isang molekula na nagpapalabas ng berde, at mayroon kang isang organic na diode na nagpapalabas ng ilaw. Iyon ay ang susi sa kung ano ang kilala sa TV at monitor marketplace bilang OLED screen.
Upang makagawa ng smart window, kailangan naming mag-deposito ng dalawang layers ng mga organic semiconductors - isang layer upang makabuo ng koryente mula sa sikat ng araw at isa pa upang magbigay ng liwanag - sa isang pan ng isang transparent na pagsasagawa ng materyal, tulad ng indium tin oxide. Ang mga teknolohiyang ito ay umiiral, ngunit ito ay hindi pa magagamit para sa pagbebenta.
Ilagay ang mga piraso magkasama
Kalahati ng aparatong ito ay mayroon na komersyal na magagamit: Ang mataas na resolution OLEDs ng Enerhiya ay mahusay isang malaking hit sa marketplace para sa mga TV sa bahay at opisina.
Kumpanya nagbebenta ng mga organic na solar panel, At kahit na organic solar panel windows, ay nagsisimula pa lamang. Ang patuloy na pagsisikap sa pananaliksik, tulad ng minahan, ay naglalayong pag-optimize ng mga katangian ng mga materyales na ito, pagdaragdag ng kanilang kahusayan, at paggawa ng mga ito na mas matibay.
Habang ginagawa namin ang mga sangkap ng mas mahusay, makakakita kami din ng mga paraan upang maisama ang mga organic-semiconductor solar cells at organic-semiconductor ay nagpapakita nang sama-sama. Maaaring ilang taon pa, ngunit may tiyak na insentibo na gawin ito, na may napakaraming mga posibleng aplikasyon. Ang isang electric car na may smart windows ay maaaring mangolekta ng sapat na solar energy sa itaboy ang kotse 10 sa 15 milya sa isang araw, sapat para sa isang tipikal na magbawas. Ang mga direksyon sa pagmamaneho ay maaaring lumitaw sa windshield, masyadong. Kahit saan may isang window - kung sa isang skyscraper o isang mobile home - maaaring magkaroon ng smart window, pag-save ng space, pag-save ng enerhiya at pagpapaalam sa mga occupant na parang James Bond.
Habang ginagawa namin ang mga sangkap ng mas mahusay, makakakita kami din ng mga paraan upang maisama ang mga organic-semiconductor solar cells at organic-semiconductor ay nagpapakita nang sama-sama. Maaaring ilang taon pa, ngunit may tiyak na insentibo na gawin ito, na may napakaraming mga posibleng aplikasyon. Ang isang electric car na may smart windows ay maaaring mangolekta ng sapat na solar energy sa Tungkol sa Ang May-akda
Kerry Rippy, Ph.D. Kandidato sa Kimika, Colorado State University
Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga Kaugnay Books
at InnerSelf Market at Amazon
