Вездесущая энергия - Ubiquitous Energy - Wikipedia

Вездесущая энергия
ТипЧастный
Основан2011; 9 лет назад (2011)
Учредители
  • Майлз Барр (генеральный директор)
  • Владимир Булович
  • Ричард Лант
Штаб-квартираРедвуд-Сити, Калифорния, НАС.

Вездесущая энергия, Inc. - американская солнечная энергия компания со штаб-квартирой в Редвуд-Сити, Калифорния который разрабатывает прозрачную солнечную технологию для поглощения ультрафиолетовый и рядом Инфракрасный свет (NIR) (диапазон длин волн λ = 650–850 нм) при передаче видимый свет через невидимое покрытие, наносимое на любую поверхность. Ubiquitous Energy - это частная компания, основанная в 2011 году Майлзом Барром, Владимиром Буловичем, Ричардом Лантом, Бартом Хау и Эрдином Бешимовым.[1] Современная солнечная энергия создается на солнечных установках, занимающих значительную площадь вдали от места потребления энергии. По оценкам, 15% энергии теряется во время распределения.[2] Технология Ubiquitous Energy позволяет крупным городам самим быть солнечными электростанциями, превращая окна в зданиях в генераторы солнечной энергии. Ubiquitous Energy внедряет свою технологию ClearView Power в широкий спектр продуктов в качестве невидимого бортового источника электроэнергии.[3] Некоторые примеры этих реализаций включают мобильные устройства, окна и цифровые вывески.

Технологии

Раньше прозрачная солнечная технология создавалась путем сжатия компонентов солнечная батарея или сегментирование неорганических солнечных элементов по площади модуля, но это имеет ограничения и не обеспечивает истинной прозрачности.[4] Скорее, Ubiquitous Energy фокусируется на органические солнечные батареи и какой свет поглощается. Разработано на основе исследований, проведенных в Массачусетский технологический институт (MIT) они разработали органические фотоактивные материалы (органические фотогальваника, OPV), которые пропускают видимый свет через свою технологию, но выборочно поглощают свет из невидимой части спектра, ближнего инфракрасного (NIR) и ультрафиолетового (УФ) света.[5] Они называют эту технологию мощностью ClearView.[4] ClearView Power - это невидимая пленка толщиной менее 1/1000 миллиметра, которую можно положить на любую поверхность и генерировать энергию, не затрагивая материал под ней.[6] В частности, они пытаются захватить все фотоны ультрафиолетового и инфракрасного света, позволяя фотонам видимого света проходить.[6] Как только энергия создается из OPV, ее можно собирать через сенсибилизированные красителем солнечные элементы (DSC), содержащие электроды в качестве эмиттеров электронов и йодидный / трийодидный окислительно-восстановительный электролит в качестве всего транспортного слоя.[7]

Используя достижения в наноструктурированный фотоэлектрический Архитектура устройства (нано-фотоэлементов) привела к повышению эффективности преобразования энергии (PCE), необходимой для того, чтобы сделать прозрачную солнечную батарею рентабельной.[8] Класс солнечных элементов нано-фотоэлектрических элементов включает в себя множество солнечных элементов, включая молекулярные, органические, полимерные, сенсибилизированные красителем и коллоидные фотоэлектрические квантовые точки (CQD).[8] По мере того, как свет проходит через прозрачный солнечный элемент, NIR поглощается, тогда с включением зеркал, отражающих NIR, достигается лучший PCE и оптимизация производительности.[9]

OPV изготавливаются на стекле, предварительно покрытом оксидом иди-олова (ITO) толщиной 150 нм. Затем 20 нм Триоксид молибдена (МоО3), 15 нм фталоцианина хлоралюминия (ClAlPc), 30 нм бакминстерфуллерена (C60), 7,5 нм батокупроин (BCP) и катод из серебра толщиной 100 нм добавляются путем термического испарения.[9][10] Эта комбинация слоев позволяет лучше поглощать различные типы света, которые иначе не используются.

Когда свет проходит через прозрачный солнечный элемент, NIR поглощается, а затем, благодаря включению зеркал, отражающих NIR, достигается более высокий PCE, оптимизируя производительность.[9] Для производства и вывода электричества из ячейки используется типичный прозрачный фотоэлектрический устройство будет иметь активные слои УФ и БИК, которые при воздействии солнечного света взаимодействуют друг с другом для создания электрическое поле вызывая электрический ток течь. Активные слои УФ и БИК затем зажаты слоями электроды которые подключены к внешней цепи, по которой ток выводится из устройства.[6]

Будущие цели

Современные солнечные элементы пропускают примерно 70% видимого света и имеют преобразование энергии примерно 2%. Исследователи считают, что реально они должны быть в состоянии достичь эффективности преобразования энергии более 12% при передаче видимого света. Теоретические пределы превышают 20%.[6][10]

Затраты и выгоды

Точная стоимость установки и внедрения этой технологии варьируется в зависимости от приложения, однако процесс изготовления требует меньше энергии, чем другие методы, и является гораздо более экологически чистым, что снижает стоимость.[6] Кроме того, поскольку пленку можно наносить на любую поверхность, ее можно очень легко включить в стоимость строительных проектов. Простое размещение пленки между стеклами окон с двойным остеклением защищает ее от элементов и резко снижает затраты на установку, поскольку не требуется внешнего оборудования.[6]

Ограничения фотоэлектрических элементов создают проблемы не только для PCE, но и создают проблемы со стоимостью и осуществимостью производства этого типа солнечной технологии в промышленных масштабах. Эти ограничения включают: 1) неполное поглощение всего спектра света, 2) термализацию горячих носителей в виде избыточного тепла, 3) химические потенциальные (термодинамические) потери и 4) излучательную рекомбинацию.[8] Уменьшение эффекта этих ограничений позволяет улучшить PCE и снизить стоимость.

Приложения

Мобильные устройства

Ubiquitous Energy видит свой основной рынок в мобильных устройствах. Предыдущие попытки превратить поверхности мобильных устройств в солнечные панели были ограничены из-за ориентации на высокопроизводительные дисплеи. Жертвы, которые пришлось бы принести самим дисплеям, чтобы позволить им производить энергию, в то время не считались возможными.[4] Тем не менее, Ubiquitous Energy может наносить свою пленку на поверхность планшетов и телефонов, делая их самодостаточными и гипотетически избавляясь от батареи. Кроме того, пленка ClearView Power не влияет ни на внешний вид устройства, ни на характеристики дисплея.[4]

Windows

Еще одна торговая площадка, Ubiquitous Energy видит потенциал, находится в окнах. Smart Glass, как его еще называют, позволяет зданиям сбалансировать потребление энергии и сэкономить деньги в процессе.[3] Например, если принять 5% PCE, энергия, вырабатываемая при преобразовании всех окон здания в солнечные генераторы, может удовлетворить более четверти потребности здания в электроэнергии.[6]

Цифровые вывески

Ubiquitous Energy также видит использование своих технологий в Интернет вещей. Одно из приложений, которое они видят, - применение их технологии в цифровых вывесках. Это может включать в себя самоподдерживающиеся дорожные знаки и электронные этикетки на полках. Поскольку ценники заменяются электронными полочными этикетками, ClearView Power <позволяет динамическое ценообразование, поскольку спрос и предложение постоянно меняются, поскольку требуется минимальное техническое обслуживание, кроме программирования самих этикеток.[3]

Поддержка и награды

  • Riverhorse Investments[11]
  • Арунас Чесонис[11]
  • Клюквенная столица[11]
  • Награжден грантом Национального научного фонда (Фаза II) на исследования инноваций малого бизнеса (SBIR) в размере 750 тыс. Долларов.[3]
  • Получил грант в размере 225 тыс. Долларов США на этапе I передачи технологий для малого бизнеса (STTR) от Национального научного фонда.[3]
  • Премия Fraunhofer-Techbridge U-Launch[3]
  • Награда MassCEC MTTC Catalyst[3]

Рекомендации

  1. ^ "Ubiquitous Energy, Inc .: Информация о частной компании - Businessweek". Businessweek.com. Получено 2015-10-21.
  2. ^ «Onyx Solar - Building Integrated Photovoltaics (BIPV) - Фотоэлектрическое стекло для зданий». www.onyxsolar.com. Получено 2015-11-09.
  3. ^ а б c d е ж грамм «О ВСЕМИРНОЙ ЭНЕРГИИ».
  4. ^ а б c d "ТЕХНОЛОГИЯ | Ubiquitous Energy, Inc". повсеместная энергия. Получено 2015-10-21.
  5. ^ «Невидимые солнечные элементы, которые могут питать небоскребы». Bloomberg.com. Получено 2015-10-21.
  6. ^ а б c d е ж грамм «Прозрачные солнечные элементы». mitei.mit.edu. Получено 2015-10-21.
  7. ^ Янагида, С. (01.05.2003). «Сенсибилизированные красителем солнечные элементы: управление фотоэлектронами». Труды 3-й Всемирной конференции по преобразованию фотоэлектрической энергии, 2003 г.. 3: 2666–2671 Том 3.
  8. ^ а б c Лант, Ричард Р .; Оседах, Тимоти П .; Браун, Патрик Р .; Rowehl, Jill A .; Булович, Владимир (22 декабря 2011 г.). «Практическая дорожная карта и ограничения наноструктурированной фотоэлектрической энергии». Современные материалы. 23 (48): 5712–5727. Дои:10.1002 / adma.201103404. HDL:1721.1/80286. ISSN  1521-4095. PMID  22057647.
  9. ^ а б c Лант, Ричард Р .; Булович, Владимир (14.03.2011). «Прозрачные органические фотоэлектрические солнечные элементы ближнего инфракрасного диапазона для оконных и энергоэффективных приложений». Письма по прикладной физике. 98 (11): 113305. Bibcode:2011АпФЛ..98к3305Л. Дои:10.1063/1.3567516. ISSN  0003-6951.
  10. ^ а б Янг, Маргарет; Траверс, Кристофер Дж .; Панди, Рича; Барр, Майлз С.; Лант, Ричард Р. (23 сентября 2013 г.). «Угловая зависимость прозрачных фотоэлектрических элементов в обычных и оптически инвертированных конфигурациях». Письма по прикладной физике. 103 (13): 133304. Bibcode:2013АпФЛ.103м3304л. Дои:10.1063/1.4823462. ISSN  0003-6951.
  11. ^ а б c "Ubiquitous Energy, Inc. обеспечила финансирование серии A на сумму 5,8 миллиона долларов" (PDF).

внешняя ссылка