WWW.NEW.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Онлайн ресурсы
 

«Александр Иосифович Непомнящих Институт геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН E-mail: ainep Томск, 6 Октября 2016 г ИГХ СО РАН Сначала немного политики. Где ...»

ИГХ СО РАН

Cолнечная энергетика

Александр Иосифович Непомнящих

Институт геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН

E-mail: ainep@igc.irk.ru

Томск, 6 Октября 2016 г

ИГХ СО РАН

Сначала немного политики… .

Где брать энергию и материалы?

Потребление

энергии на

одного человека

в конце

прошлого века

(в 1997г)

1 млрд. – жил

замечательно –

остальные

6 млрд. - плохо

В XXI веке люди в Китае, России, Индии и т.д. тоже захотели жить

хорошо! Мир становится более однородным .

Однако, если все будут потреблять как в США и Германии, ресурсов хватит лишь на 40-50 лет ! Экология развалится еще раньше! Что делать?

Томск, 6 Октября 2016 г ИГХ СО РАН Нужны другие источники энергии, новые ресурсосберегающие технологии, re-cycling и новый стиль жизни!

Сейчас на Земле 7.5 миллиардов человек, а живут хорошо около

1.5 млрд., Через 35 лет будет 10-12 млрд .

и все будут требовать жить не хуже других!

Единственный выход:

1. Поменять источники энергии

2. Перейти на ресурсосберегающие технологии

3. Массово внедрить re-cycling

4. Забота об экологии - «зеленые технологии»

5. Поменять стиль жизни на менее расточительный и более экологичный Томск, 6 Октября 2016 г ИГХ СО РАН Типы энергетических ресурсов Виды энергетических ресурсов Количество *1012 NN Уголь, нефть, газ, тыс. у.т .

Уран, тыс.у.т .

Солнечная энергия, тыс.у.т./год Ветровая энергия, тыс.у.т./год Гидроэнергия, тыс.у.т./год Биомасса, тыс.у.т./год 6

–  –  –

Фотоэнергетика –коммерчески крайне перспективный рынок, характеризующийся следующими факторами:

К середине века запасы нефти и газа будут близки к истощению и солнечное электричество должно компенсировать их уменьшающуюся добычу .

Увеличивающийся выброс двуокиси углерода в атмосферу должен привести к ускоренному развитию экологически чистой солнечной фотоэнергетики для снижения загрязнения среды и глобального потепления .

Томск, 6 Октября 2016 г ИГХ СО РАН Солнечную энергетику можно использовать даже в Германии и России !

–  –  –

Фотовольтаический эффект Впервые фотовольтаический эффект наблюдался в электролитической ячейке Эдмондом Беккерелем в 1839 году .

• При освещении полупроводника светом происходит образование электронно-дырочных пар

• В поле p-n перехода происходит разделение зарядов и возникает ЭДС p-тип

–  –  –

• Первые эксперименты с твердотельными фотоэлектрическими элементами на основе селена проводились в 1876 году в Лондоне под руководством Адамса и Дея .

• В 1939 году в СССР в ФТИ АН СССР под руководством академика А.Ф.Йоффе были разработаны серно-таллиевые фотоэллементы с запорным слоем с эффективностью чуть более 1 %. Тем не менее уже в 1938 году академиком А.Ф.Йоффе была впервые представлена перед Правительством СССР программа использования солнечных фотоэлектрических крыш .

• Решающим в развитии солнечной фотоэнергетики явилось создание вначале пятидесятых годов двадцатого столетия кремниевых фотоэлектрических преобразователей с p-n переходами, имеющих кпд около 6 % .

Томск, 6 Октября 2016 г ИГХ СО РАН

• Первое практическое применение солнечных элементов было в космосе. В 1958 году были запущены искусственные спутники Земли оснащенные кремниевыми солнечными батареями: советский «Спутник-3» и американский «Авангард-1» .

• В начале 1960-х годов были созданы первые солнечные элементы с p-n переходом на основе арсенида галлия .

Солнечные батареи на основе арсенида галлия были установлены на космических аппаратах, работающих в окрестностях Венеры (1965 год), а также на самоходных аппаратах «Луноход-1» и «Луноход-2», исследующих поверхность луны (1970 и 1972 годы)

–  –  –

Эффективность преобразования (КПД):

= FF Iкз Vхх 100% / Pin где Pin – общая мощность падающего солнечного излучения Iкз – ток короткого замыкания (при V=0) Vхх – напряжение холостого хода (при I=0) Отношение площади Im Vm к общей площади ВАХ называют фактором заполнения (FF)

–  –  –

Производство полупроводникового кремния в СССР Предприятие, город, Исходное соединение, Мощность по государство поставщик Si-поли т/год

–  –  –

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

Мировое производство технического кремния – более 2 млн. тонн .

Производство технического кремния в России – более 40 тыс. тонн .

Области применения технического кремния

–  –  –

При этом затраты электроэнергии для производства поликремния составляют порядка 120-170 кВт*час/кг, а с учетом выращивания блока мультикремния – 150-200 кВт*час на 1кг мультикремния .

–  –  –

При этом необходимо достичь таких же электрофизических параметров, как и для кремния, полученного по сименс технологии .

Электрофизические характеристики кремния

–  –  –

Что необходимо для реализации технологии?

1.Высокочистые исходные материалы для карботермического восстановления кремния:

кварц и углеродистый восстановитель

2.Тигли из кварцевой керамики для выращивания блока мультикремния Прежде всего необходим сверхчистый природный кварцевый материал для обеих частей технологии .

Восстановитель – древесный уголь, нефтекокс, гранулированный углерод Томск, 6 Октября 2016 г ИГХ СО РАН Суперкварциты Восточного Саяна

–  –  –

1. – Фундамент Гарганской глыбы; 2. – поля распространения кварцитов (силицитов) иркутной свиты;

3. – чехол Гарганской глыбы (иркутная, монгошинская, уртагольская, свиты, ); 4 – офиолиты;

5. – гранитоиды Сумсунурского комплекса; 6. – гранитоиды Мунку-Сардыкского комплекса; 7. - палеозойский чехол ТувиноМонгольского массива; 8. – границы изученных участков (1 – Буралсарьдагский, 2 – Урдагарганский, 3 – Урунгэнурский, 4 – Монгошинский, 5 – Харанурский, 6 – Барунхолбинский, 7 – Улзытинский .

–  –  –

Месторождение Бурал-Сардык Запасы кварцитов в продуктивных телах по 1 .

категориям С1+С2 в объеме 972967.67 тонн, в том числе суперкварцитов – 66617.74 тонны, микрокварцитов – 807563.17 тонны Суммарное содержание примесей как в 2 .

суперкварцитах, так и в мелкозернистых кварцитах месторождения Бурал-Сардык не превышает 100 ррм Прогнозные запасы светло серых кварцитов на 3 .

площади месторождения Бурал-Сардык (среднее содержание примесей 250 ррм) по оценкам А.М.Федорова* составляют 83 млн.тонн *А.М.Федоров. Геохимия и условия образования особо чистых кварцитов на примере проявлений Восточного Саяна. Автореферат канд.дисс.Иркутск, 2012

–  –  –

*A.I.Nepomnyashikh, V.A. Fedosenko, V.P. Eremin and B.A. Krasin. Low cost multicrystal-line silicon for solar cells. Silicon for chemical industry VI, Loen-Norway, 2002, p. 191-196 *A.I. Nepomnyaschikh, A.V.Zolotaiko, B.A. Krasin and I.A.Eliseev. Direct production of multicrystalline solar silicon from high purity metallurgical silicon. Silicon for chemical industry VII, Trondheim, 2004, p. 299-306 .

–  –  –

Томск, 6 Октября 2016 г ИГХ СО РАН Наиболее простой анализ экспериментальных профилей распределения основан на приближении полного конвективно-диффузионного перемешивания расплава, согласно которому концентрация примеси в слитке определяется её исходной концентрацией в расплаве (С0), долей закристаллизовавшейся части (f), эффективным коэффициентом распределения (k) в соответствии с уравнением Пфанна:

k 1 C = C0 k (1 f ) (1) В действительности же интенсивность свободной конвекции, характеризуемая соотношением V/D (V,, D – скорость роста, толщина диффузионного слоя и коэффициент диффузии, соответственно), не способна обеспечить однородность жидкой фазы.

влияние диффузии может проявляться в том, что:

а) на начальной стадии кристаллизации будет иметь место переходный процесс, связанный с насыщением диффузионного пограничного слоя в расплаве;

Распределение германия в кремнии, выращенном в режиме свободной конвекции: а

– чистая диффузия (V/D1), б - полное перемешивание (V/D1), в - истинное распределение (V/D~1)

–  –  –

Основываясь на том, что на распределение примеси в слитке оказывает влияние диффузия примеси в расплаве, имеющая место в режиме свободной конвекции (V/D~1), при аппроксимации экспериментальных данных функцией (1) для расчёта эффективного коэффициента распределения в работе предложено ориентироваться на точки C(f), относящиеся к верхней половине слитка (f0,5) .

Содержание основных элементов в исходных загрузках для выращивания mc-Si (1016см-3) и их предельная растворимость

–  –  –

а – карта пространственного распределения скорости рекомбинации (EBIC); б, д – электронно-микроскопические изображения областей 1 и 2 во вторичных электронах; в, е – изображения атомно-силовой микроскопии участков поверхности областей 1 и 2 (а);

г – карта распределения границ зерен специального типа (EBSD). Как видно на Рис. 1 (а, г), электрически активными являются все границы случайного типа (R GBs) и двойниковые границы второго порядка (3 GBs) в области 2 .

–  –  –

КРС 63Н 1,3 1,9 3,1 1 0,002 0,01 0,2 0,07 0,02 0,7 0,05 КРС 64Н 0,8 1,1 0,9 0,8 0,002 0,01 0,1 0,1 0,01 0,2 0,07 Электрофизические характеристики образцов

–  –  –

Список исполнителей .

Елисеев И.А., научный сотрудник, к.т.н.;

Пресняков Р.В., научный сотрудник, к.ф-м.н.;

Пещерова С.М., научный сотрудник, к.ф-м.н .

Павлова Л.А., ст. научный сотрудник, к.ф-м.н.;

Середкин Е.А., вед.инженер;

Сокольникова Ю.В., научный сотрудник, к.х.н .

Пономарева В.Ю., ведущий инженер;

Романов В.С., гендиректор ЗАО "Кварцевые материалы";

Федоров А.М., научный сотрудник, к.г-м.н .

Жабоедов А.П., аспирант;

Соломеин О.Н., ведущий инженер;

Похожие работы:

«Физика и техника полупроводников, 2014, том 48, вып. 12 Мощные светодиоды на основе гетероструктур InGaAsP/InP © V . Rakovics, А.Н. Именков †, В.В. Шерстнев †, О.Ю. Серебренникова †, Н.Д. Ильинская †, Ю.П. Яковлев Institute of Technical Physics and Materials Science, Research Centre for Natural Sciences, Hungaria...»

«Геология и геофизика, 2012, т. 53, № 4, с. 508—526 УДК 551.24+550.34+551.24.03 ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ БАЙКАЛЬСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЗОНЫ, ЕЕ ТЕСТИРОВАНИЕ И ВОЗМОЖНОСТИ СРЕДНЕСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ С.И. Шерман, С.В. Лысак, Е.А. Горбунова Институт земной коры СО РАН, 66...»

«Сидоров Роман Викторович МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ФИЛЬТРАЦИИ НА ОСНОВЕ АППРОКСИМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЙ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Специальность 25.00.10 – Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва –...»

«М.И. Лебедева, А.В. Богданов, Ю.Ю. Колесников (Академия ГПС МЧС России; e-mail: lebedeva.fire@gmail.com) АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СТАТИСТИКИ ПО ОПАСНЫМ СОБЫТИЯМ НА ОБЪЕКТАХ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Проведён аналитический обзор статистических данных по пожарам, взрывам и...»

«Журнал "Радио" № 1 2010 г. Г. Маркони. Нобелевский доклад В. МЕРКУЛОВ, г. Москва С самого начала (1901 г.) Нобелевские премии по научным направлениям присуждают здравствующим ученым за важнейшие экспериме...»

«Химия растительного сырья. 2000. №4. С. 107–111.е ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ ЖУРНАЛА “ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ” Общие положения В журнале “Химия растительного сырья” публикуются оригинальные научные сообщения, обзоры, краткие сообщения и письма в редакцию, посвященные химии процессов, происходящих при глубокой химической переработке как растительного комплекса...»

«МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КОМПЛЕКТ МЕТОДИК ПО ГИДРОХИМИЧЕСКОМУ КОНТРОЛЮ АКТИВНОГО ИЛА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АКТИВНОГО ИЛА, ИЛОВОГО ИНДЕКСА, ЗОЛЬНОСТИ СЫРОГО ОСАДКА, АКТИВНОГО ИЛА, ПРОЗ...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Посвящается 20-летию гуманитарного факультета ИГХТУ ВЕСТНИК ГУМАНИТАРНОГО ФАКУЛЬТЕТА ИВАНОВСКОГО...»

















 
2018 www.new.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - онлайн ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.