第五单元新技术.ppt
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1、第五单元第五单元 新技术新技术第一课第一课 新纳米涂层提高太阳能效率新纳米涂层提高太阳能效率第二课第二课 电子纸电子纸第三课第三课 什么是什么是“蓝牙蓝牙”技术技术?第四课第四课 3G第一课第一课 新纳米涂层提高太阳能效率新纳米涂层提高太阳能效率研究者开发了一种新的抗反射涂层,用来提高太阳能面板的效率,使研究者开发了一种新的抗反射涂层,用来提高太阳能面板的效率,使它几乎能吸收来自任何一个角度的太阳光。它几乎能吸收来自任何一个角度的太阳光。Rensselaer科技学院的研究者说,他们在太阳光吸收方面取得了进展。科技学院的研究者说,他们在太阳光吸收方面取得了进展。位于纽约的位于纽约的Renssel
2、aer科技学院科技学院FCC研究组的科学家开发出了这种利用研究组的科学家开发出了这种利用纳米技术生产的涂层材料。纳米技术生产的涂层材料。(纳米技术是一种基于分子级别的工程装置。纳米技术是一种基于分子级别的工程装置。)在未来几年里,他们有望改变太阳能市场。在未来几年里,他们有望改变太阳能市场。典型的未经处理的硅太阳能电池吸收典型的未经处理的硅太阳能电池吸收2/3的太阳光。但是,的太阳光。但是,FCC的经纳的经纳米技术处理过的涂层可以将这一数据提高到米技术处理过的涂层可以将这一数据提高到96.21%。下一页返回第一课第一课 新纳米涂层提高太阳能效率新纳米涂层提高太阳能效率在发表于科学杂志在发表于科
3、学杂志光学快报光学快报上的题为上的题为“为硅太阳能应用提供几近为硅太阳能应用提供几近完美的抗反射涂层问世完美的抗反射涂层问世”的论文报告中,研究者指出,吸收的阳光中的论文报告中,研究者指出,吸收的阳光中包含了光谱中的全部光包含了光谱中的全部光紫外线、可见光和红外线。紫外线、可见光和红外线。Rensselaer科技学院的物理学教授林尚佑是科技学院的物理学教授林尚佑是FCC研究组的负责人,他说研究组的负责人,他说:“当太阳能转换成电能时,要获得最大的效率,就需要有块能吸收几当太阳能转换成电能时,要获得最大的效率,就需要有块能吸收几乎所有光子的面板,不管太阳在大空中什么位置。我们新的抗反射涂乎所有光
4、子的面板,不管太阳在大空中什么位置。我们新的抗反射涂层使之成为可能。层使之成为可能。”涂层由涂层由7个微小的层面组成,每个层面的高度在个微小的层面组成,每个层面的高度在50100纳米之间。涂纳米之间。涂层材料是由具有倾斜角度的二氧化硅和二氧化钛的纳米棒组成。层材料是由具有倾斜角度的二氧化硅和二氧化钛的纳米棒组成。下一页返回上一页第一课第一课 新纳米涂层提高太阳能效率新纳米涂层提高太阳能效率FCC小组发现,在一个涂层上面再垒上一层有助于提高每层的抗反射小组发现,在一个涂层上面再垒上一层有助于提高每层的抗反射性。有一个系列的层面也会有助于将光线性。有一个系列的层面也会有助于将光线“折弯折弯”,而这
5、使得原本被,而这使得原本被反射掉的光线被捕获。反射掉的光线被捕获。林教授是纳米结构光子学的专家和光子晶体领域的先锋人物,他说这林教授是纳米结构光子学的专家和光子晶体领域的先锋人物,他说这一新的涂层材料可以运用于几乎所有的光伏材料上。一新的涂层材料可以运用于几乎所有的光伏材料上。迄今为止的传统太阳能技术认定,太阳能面板应该被安装在朝南的屋迄今为止的传统太阳能技术认定,太阳能面板应该被安装在朝南的屋顶,或者是太阳光没有限制且光线强的地方。但是,这一新的涂层可顶,或者是太阳光没有限制且光线强的地方。但是,这一新的涂层可以改变这一切。以改变这一切。这也意味着,大型的太阳能发电场,如位于葡萄牙阿连特如的
6、陈列这也意味着,大型的太阳能发电场,如位于葡萄牙阿连特如的陈列(太太阳能面板阳能面板),将大规模提高发电量,同时降低追踪太阳所耗费的能量。,将大规模提高发电量,同时降低追踪太阳所耗费的能量。下一页返回上一页第一课第一课 新纳米涂层提高太阳能效率新纳米涂层提高太阳能效率林教授告诉林教授告诉CNN说说:“抗反射层要求涂布多层,这比典型的单层要复杂抗反射层要求涂布多层,这比典型的单层要复杂些不过,每一层的厚度不需要很精确,这使得加工比较简单。些不过,每一层的厚度不需要很精确,这使得加工比较简单。”林教授现在在寻找合作者和经营许可。他估计,最快两三年,产品就林教授现在在寻找合作者和经营许可。他估计,最
7、快两三年,产品就能面世。能面世。林教授说林教授说:“现有太阳能电池的经济性很大程度上取决于感光层的厚度现有太阳能电池的经济性很大程度上取决于感光层的厚度(5001 000微米微米)和接缝处的处理成本。我们的涂层只有和接缝处的处理成本。我们的涂层只有0.71.0微米。微米。结合我们抗反射涂层所增加的成本,不会超过现在太阳能电池成本的结合我们抗反射涂层所增加的成本,不会超过现在太阳能电池成本的2%4%。”林教授和他的小组迄今发现的唯一缺点是林教授和他的小组迄今发现的唯一缺点是:纳米棒比较易纳米棒比较易碎。未来的研究将着力于更好地保护它们碎。未来的研究将着力于更好地保护它们;他们将研究利用一种多孔渗
8、他们将研究利用一种多孔渗水的薄膜,使之更为结实。水的薄膜,使之更为结实。下一页返回上一页第一课第一课 新纳米涂层提高太阳能效率新纳米涂层提高太阳能效率针对该论文的发表,英国南汉普顿大学纳米级系统整合小组针对该论文的发表,英国南汉普顿大学纳米级系统整合小组(Nanoscale SystemsIntegration Group)的的Darren Bagnall教授告诉教授告诉CNN:“这是个令人印象深刻的表面,从各个角度来获得低至这是个令人印象深刻的表面,从各个角度来获得低至3.5%的反射率的反射率的确令人印象深刻。但是,这也只能为太阳能电池提高的确令人印象深刻。但是,这也只能为太阳能电池提高4%
9、5%的能量。的能量。”Bagnall自己也在试图用纳米工程技术,通过模仿蛾子的眼睛来找到更自己也在试图用纳米工程技术,通过模仿蛾子的眼睛来找到更好的抗反射的表面材料。好的抗反射的表面材料。他说他说FCC的报告只是说了传递到装置上的光量,不是系统效率本身。的报告只是说了传递到装置上的光量,不是系统效率本身。“反射只是这个问题的一小部分。反射只是这个问题的一小部分。”下一页返回上一页第一课第一课 新纳米涂层提高太阳能效率新纳米涂层提高太阳能效率英国太阳能世纪创始人英国太阳能世纪创始人Jeremy Leggett也对这项新的研究持谨慎欢迎态也对这项新的研究持谨慎欢迎态度。度。“我以前从其他大学的研究
10、团体看到过我以前从其他大学的研究团体看到过(类似报告类似报告)。在完美的实。在完美的实验室中的效果和商业化产品之间还是有一定距离的。验室中的效果和商业化产品之间还是有一定距离的。”Leggett说道,说道,“不过从某个角度上说,他们中的某个项目一定会成功的。不过从某个角度上说,他们中的某个项目一定会成功的。”Leggett相信,太阳能工业前景光明。他说去年有相信,太阳能工业前景光明。他说去年有1 500亿美元被投资在亿美元被投资在了新能源领域,而其中了新能源领域,而其中280亿美元被投到了光伏产业。亿美元被投到了光伏产业。“按照现在的效率,我们是世界上发展最快的市场之一。太阳能是凭按照现在的效
11、率,我们是世界上发展最快的市场之一。太阳能是凭借现有科技发展最快的清洁能源技术。任何效率上的提高,都将使得借现有科技发展最快的清洁能源技术。任何效率上的提高,都将使得这个市场更加完美。这个市场更加完美。”返回上一页第二课第二课 电子纸电子纸电子纸是一张柔软的聚醋薄片,看上去像纸。但电子纸比普通的纸厚电子纸是一张柔软的聚醋薄片,看上去像纸。但电子纸比普通的纸厚一些,也重一些,因为它含有夹在两层聚醋薄片之间的电子墨水微粒,一些,也重一些,因为它含有夹在两层聚醋薄片之间的电子墨水微粒,它们根据被加载的电荷显示出白或黑。它们根据被加载的电荷显示出白或黑。电子纸像真正的纸那样也能反光,因而能在任何光线下
12、阅读。电子纸电子纸像真正的纸那样也能反光,因而能在任何光线下阅读。电子纸还是双稳态的,这意味着此种显示只在改变内容时耗电。还是双稳态的,这意味着此种显示只在改变内容时耗电。这两个主要的特性使这种像纸一样的显示器拥有很好的品质这两个主要的特性使这种像纸一样的显示器拥有很好的品质由于它由于它是反光的,所以阅读起来很舒服,而它的双稳态让你拥有低功率的轻是反光的,所以阅读起来很舒服,而它的双稳态让你拥有低功率的轻型电池,从而整个系统可以做得非常薄、非常轻。型电池,从而整个系统可以做得非常薄、非常轻。E-Ink公司和公司和Gyricon公司都提供电子纸产品。两家供应商使用的基础公司都提供电子纸产品。两家
13、供应商使用的基础技术是相同的,但每家各自采用了稍微不同的方法。技术是相同的,但每家各自采用了稍微不同的方法。下一页返回第二课第二课 电子纸电子纸E-Ink公司的电子墨水由数以百万计直径为人头发那样的微型胶囊组成。公司的电子墨水由数以百万计直径为人头发那样的微型胶囊组成。这些清晰透明的胶囊包含了透明液体和细微的黑自两种颗粒。这两种这些清晰透明的胶囊包含了透明液体和细微的黑自两种颗粒。这两种颜色的微粒各自带有相反的电荷。当加上一个电场时,这些微粒在胶颜色的微粒各自带有相反的电荷。当加上一个电场时,这些微粒在胶囊内上下移动。负电场使自色微粒移到胶囊的顶部,用户就能看见它囊内上下移动。负电场使自色微粒
14、移到胶囊的顶部,用户就能看见它们。而正电荷把黑色的微粒拉到胶囊的底部藏起来。此技术用于电子们。而正电荷把黑色的微粒拉到胶囊的底部藏起来。此技术用于电子纸,能嵌入电子显示器。纸,能嵌入电子显示器。施乐的全资子公司施乐的全资子公司Gyricon公司的公司的SmartPaper电子纸技术,由两层塑料电子纸技术,由两层塑料薄片组成,它们之间嵌入了数以百万计的细微珠子。每个比沙粒还要薄片组成,它们之间嵌入了数以百万计的细微珠子。每个比沙粒还要小的珠子在两端有不同的颜色。珠子的两个半球带有相反的电荷。这小的珠子在两端有不同的颜色。珠子的两个半球带有相反的电荷。这些珠子都装在柔软薄片中充满油的腔体内。些珠子
15、都装在柔软薄片中充满油的腔体内。下一页返回上一页第二课第二课 电子纸电子纸在加在表面的电压的作用下,珠子转动,不是这个半球就是另外一个在加在表面的电压的作用下,珠子转动,不是这个半球就是另外一个半球对着观察者。图像保持不变,直到新的电压加载,才擦去以前的半球对着观察者。图像保持不变,直到新的电压加载,才擦去以前的图像,生成新的图像。图像,生成新的图像。有几家公司正在开发电子纸技术的商业应用。有几家公司正在开发电子纸技术的商业应用。SmartPaper用于零售商用于零售商店的电子纸定价标签系统。这种标签由软件控制,与店内的定价数据店的电子纸定价标签系统。这种标签由软件控制,与店内的定价数据库无线
16、相连。因此,标签上的价格能即时更新,而且它始终与销售点库无线相连。因此,标签上的价格能即时更新,而且它始终与销售点(POS机机)数据库中的价格相同。数据库中的价格相同。Gyricon公司还在动态信息牌的产品线中提供公司还在动态信息牌的产品线中提供SmartPaper,该产品卖给该产品卖给旅馆、会议中心和大型园区。每个信息牌卖旅馆、会议中心和大型园区。每个信息牌卖1 295美元。美元。下一页返回上一页第二课第二课 电子纸电子纸(2004年年)4月,月,E-Ink公司、皇家飞利浦电子公司和索尼公司联合推出了公司、皇家飞利浦电子公司和索尼公司联合推出了用于索尼的电子书阅读器用于索尼的电子书阅读器(日
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