Solarne ćelije

Ne motiviše muzika samo ljude. Istraživači u Velikoj Britaniji su otkrili da cink-oksidne solarne ćelije funkcionišu i do 50% bolje kada im se pušta muzika. Prema njihovim riječima, pop i rok muzika više podstiču ćelije od klasične muzike, mada ističu da bilo kakva buka sa širokim opsegom frekvencija dovodi do sličnog efekta. Ovo otkriće se može iskoristiti postavljanjem ćelija na krovove autobusa, klima uređaje i druga bučna mjesta.

Kristalno-silikonske fotonaponske ćelije se koriste više od 50 godina, međutim, krhke su i skupe, a njihova proizvodnja je izuzetno zahtjevna. Mnogo pažnje je posvećeno i ispitivanju alternativnih materijala, kao što je elastični, providni i jeftini cink-oksid, međutim ovi su se pokazali kao vrlo neefikasni u poređenju sa silikonom. Ekspert za funkcionalne nanomaterijale, Stiv Dan sa Univerziteta Kraljice Meri u Londonu i fotohemičar Džejms Durant sa Imperijal koledža su se, u pokušaju da prošire mogućnosti cink-oksida, zapitali da li je moguće kombinovati dvije specijalne fizičke osobine ovog jedinjenja kako bi ćelije postale efikasnije.

Izvlačenje ekscitona

Dan objašnjava: „Jedan od najvećih problema pri upotrebi polimera i organskih materijala u solarnim ćelijama je rekombinacija.“  Kada foton interaguje sa solarnom ćelijom stvara se eksciton, odnosno par elektron-elektronska šupljina. Da bi se energija fotona iskoristila, elektron i šupljina se moraju evakuisati u spoljašnje kolo prije nego što stignu da se rekombinuju i potroše energiju u vidu svjetlosti ili toplote unutar ćelije.

Cink-oksid, kao poluprovodnik, ometa proces rekombinacije i nanoštapići  se od ovog materijala  mogu ugraditi u fotonaponske ćelije radi izvlačenja elektrona iz aktivnog sloja.

Cink-oksid je takođe i pijezoelektrik (od grčkog piezein – zgnječiti), što znači da se pri mehaničkom naprezanju simetrija njegovih kristalnih komponenti ,razbija i javlja polarizacioni naboj duž strukture. Dan i Durant su pretpostavili da bi se izlazna struja fotonaponske ćelije mogla pojačati korišćenjem akustičnih talasa koji izazivaju treperenje cink-oksidnih nanoštapića i indukovanje malih pijezoelektričnih struja u njima. Kako bi testirali svoju ideju, istraživači su, pomoću kompjuterskih zvučnika, puštali uređaju muziku sa svojih mobilnih telefona i pojedinačne frekvencije sa generatora signala jačine oko 75 decibela, što je ekvivalentno jednoj bučnoj kancelariji.

Struja od Muzike na struju

Tim je otkrio da je uređaj 40-50% efikasniji pri puštanju određenih vrsta muzike. „Prilično su mu se dopali Adel i AC/DC“, kaže Dan „a onda je Safa pustila persijski fank i to mu se zaista svidjelo!“ Klasična muzika nije mnogo pomogla uređaju i skoro da nije imala efekta na njegovu efikasnost pretvaranja energije. „U klasičnoj muzici je dosta manje viših harmonika kojih ima u sintetizovanoj i rok muzici… Uređaj reaguje na široki opseg frekvencija u rok muzici, kao i na to što je jednostavno mnogo više energije dostupno u njoj“, kaže Dan.

Što se više energije prenosi zvukom, to udarni talas više deformiše štapiće pri kretanju kroz uređaj i oni postaju polarizovaniji. Dok se deformišu i opuštaju sa svakim narednim talasom, u njima se stvara oscilatorno električno polje koje vuče elektrone i šupljine naprijed-nazad po površini cink-oksidnog polimera i time smanjuje njihove šanse da se rekombinuju prije nego što budu iskorišćeni.

Brojke

Ukoliko vam puštanje muzike solarnim ćelijama zvuči kao neefikasan način proizvodnje struje, istraživači ističu da mnogobrojne svakodnevne aktivnosti proizvode opseg frekvencija slične širine, ističući mogućnosti za upotrebu uređaja na lap topovima, javnom prevozu i blizu aerodroma. Međutim, dug je put do tada. Čak i sa povećanjem od 50%, ovaj tip ćelija postiže svega  1.8% efikasnosti pri pretvaranju energije i daleko zaostaje za kristalno-silikonskim standardom od 10-20%.

Dženi Nelson, fizičarka sa Imperijal koledža koja nije bila u istraživačkom timu, njihov rad vidi kao „lijep primjer kako nanomaterijali mogu bolje da rade neke stvari od kabastih materijala, u ovom slučaju i bez skupog procesa proizvodnje.“ Ona međutim ističe i da jak utisak koji efekat ostavlja dijelom potiče i od činjenice da su cink-oksidne ćelije trenutno prilično neefikasne:  ,,U uređajima visoke efikasnosti, gubici usled rekombinacije su manji i relativna prednost korišćenja akustičnih talasa bila bi manja.“

Preuzeto sa sajta http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/nov/28/solar-cells-get-down-to-pop-music

http://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2014/01/820281939520387e2bfcfa696754926_640x480.jpghttp://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2014/01/820281939520387e2bfcfa696754926_640x480-150x150.jpgadminFizikaSolarne ćelijeNe motiviše muzika samo ljude. Istraživači u Velikoj Britaniji su otkrili da cink-oksidne solarne ćelije funkcionišu i do 50% bolje kada im se pušta muzika. Prema njihovim riječima, pop i rok muzika više podstiču ćelije od klasične muzike, mada ističu da bilo kakva buka sa širokim opsegom frekvencija dovodi do...Solarne ćelije i muzika Fizika
Digital Dab Advertising Agency