一般的な意味では、ナノフレークとは、少なくとも1つのナノメートル単位（1～100nm）の寸法を持つフレーク（つまり、1つの寸法が他の2つの寸法よりも大幅に小さい、凹凸のある材料片）を指します。フレークは必ずしも完全に平坦である必要はありませんが、板状の形状または構造を特徴とします。あらゆる種類の材料からナノフレークが存在します。
より限定的な意味で、太陽エネルギーの文脈において、ナノフレークは半導体の一種であり、製品自体はまだ試作段階ですが、太陽エネルギーを生み出す可能性を秘めています。その結晶構造により、ナノフレークは光を吸収し、表面に照射される太陽エネルギーの30%を回収することができます。
構造
ナノフレークは、1平方センチメートルの中に数百万個もの小さな結晶が収まる構造をしています。この小さな結晶は太陽光を吸収し、太陽エネルギーを利用して電気に変換します。この完璧な結晶構造こそが、この製品が太陽エネルギーに革命をもたらすことができる理由です。[1]このナノ構造の大きな表面積と体積比、そして表面のテクスチャーは、太陽光エネルギーの吸収率を高めます。キャリア基板に同様の結晶構造が必要となる通常の要件は、ナノフレーク構造ではそれほど重要ではないため、さまざまな半導体材料と組み合わせる研究が進められています。ナノフレークにおけるキャリア基板の目的は、ナノ構造の成長を可能にすることであり、ナノ構造が太陽エネルギーを積極的に吸収しているときには、ナノ構造の接点として機能します。[2]
目的
ナノフレークから得られる太陽エネルギーは、いくつかの点で有益です。ナノフレークは、太陽エネルギーのコスト削減に役立つ可能性があります。また、理論上はより多くの太陽エネルギーをナノフレークから得ることができるため、化石燃料の必要性を減らし、地球環境をよりクリーンに保つことにもつながります。
料金
太陽エネルギーの高コストは、太陽エネルギーを電気に変換して利用するのが困難なことに起因しており、このプロセスのために太陽から得られる電力は世界の電力の1％未満です。[3]ナノフレークは、プロセスの簡素化とエネルギーの有効活用によりコストを削減し、太陽エネルギーの経済的課題の解決に役立つ可能性があります。ナノフレーク技術により、太陽エネルギーを現在の太陽電池の2倍と推定される電気に変換することが容易になる可能性があります。この新技術は、高価な半導体シリコンの使用を削減できるため、太陽エネルギーのコスト削減にもつながります。[1]ナノフレークが小さくなるため太陽エネルギーの輸送距離が短くなるため、エネルギー損失も大幅に軽減されます。[4]
環境
ナノフレーク技術は、太陽をエネルギー源として、電気に変換できるクリーンで純粋な持続可能なエネルギーを生み出すため、環境をよりクリーンに保つことにも役立ちます。 [3]化石燃料は電力の主要なエネルギー源ですが、ナノフレークから得られる太陽エネルギーを利用することで、化石燃料への依存度を低減できます。化石燃料を燃焼させると、地球の汚染に甚大な影響を与える有毒ガスが排出されます。 [4]また、石炭の採掘、石油の掘削、あるいは石油やガスを採取するための地表の水圧破砕など、これらの化石燃料を得るプロセスは環境に良くありません。 [5]
さらに読む
- 「ナノフレークが太陽光発電の効率を高める可能性」www.renewableenergyworld.com . 2016年2月2日閲覧。
参照
参考文献
- ^ ab 「ナノフレークは太陽エネルギーの効率向上を約束する」www.gizmag.com . 2016年2月3日閲覧。
- ^ 「ナノフレーク構造が太陽電池の性能を向上 - エコ・イノベーション行動計画 - 欧州委員会」。エコ・イノベーション行動計画。2016年2月11日閲覧。
- ^ ab 「ナノフレークが太陽電池に革命を起こす可能性」www.sciencedaily.com . 2016年2月3日閲覧。
- ^ ab 「太陽エネルギーのメリットを発見する」solarcity.com . 2016年2月11日閲覧。
- ^ ヒラリー、ブーデ;クリストファー・クラーク。バグデン、ディラン。マイバッハ、エドワード。ローザー・ルヌーフ、コニー。ライゼロヴィッツ、アンソニー (2014-02-01)。 」「水圧破砕」論争とコミュニケーション：全国調査データを用いた水圧破砕に対する国民の認識の理解」。エネルギー政策。65 ：57-67。doi ： 10.1016 /j.enpol.2013.10.017。