Vedci našli spôsob ako dramaticky zvýšiť účinnosť solárnych panelov až na 43 %

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Nová technológia mení štruktúru solárneho článku na optickú dutinu, ktorá efektívne zadržiava svetlo.

• Ultratenká strieborná elektróda funguje ako zrkadlo a posúva teoretickú účinnosť panelov k 43 %.

• Inovatívne riešenie úspešne prekonáva Shockleyov-Queisserov limit a výrazne znižuje takzvané Boltzmannove straty.

Výskumníci z barcelonského inštitútu ICFO našli prekvapivý spôsob, ako donútiť solárne panely vyrábať podstatne viac energie. Až doteraz narážali bežné kremíkové panely na fyzikálnu bariéru známu ako Shockleyov-Queisserov limit, ktorý ich maximálnu účinnosť zastropoval na hodnote necelých 34 %. Zvyšok vzácneho slnečného žiarenia sa menil na nevyužiteľné teplo, prípadne fotóny jednoducho preleteli materiálom bez akéhokoľvek úžitku. Tím pod vedením profesora Jordiho Martorella však tento dlhoročný problém šikovne obišiel. Svoje zistenia detailne publikovali v prestížnom vedeckom časopise Energy & Environmental Science.

Zdroj foto: ICFO

Prelomové riešenie spočíva v prepracovaní bežného organického článku do podoby optickej dutiny, ktorá funguje ako miniatúrna zrkadlová skrinka. Vedci nahradili štandardnú priehľadnú prednú vrstvu ultratenkou elektródou vyrobenou zo striebra. Tento drahý kov tu hrá kľúčovú rolu, pretože vynikajúco vedie elektrický prúd a zároveň pôsobí ako zrkadlo.

Neabsorbované svetlo sa vďaka tomu neustále odráža vo vnútri materiálu, čím dostáva ďalšie šance na premenu na elektrinu. Takýto postup dramaticky znižuje únik energie, ktorý fyzici odborne nazývajú Boltzmannova strata. Táto upravená štruktúra dokázala posunúť odhadovanú teoretickú účinnosť solárnych článkov až k hranici 43 %. Pred masovým nasadením technológie do výroby však inžinieri musia vyriešiť niekoľko praktických prekážok.

Keďže je striebro drahé, bude nutné zraziť jeho spotrebu na štvorcový meter na absolútne minimum. Výzvu predstavuje aj zabezpečenie dlhodobej stability týchto zrkadlových plôch voči oxidácii v reálnych podmienkach. Panely totiž musia na strechách bez problémov vzdorovať extrémnym teplotám, vlhkosti a ultrafialovému žiareniu dlhšie ako 25 rokov.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Obrovský skok v účinnosti panelov môže zásadne zraziť náklady na výrobu solárnej elektriny a dramaticky zrýchliť náš prechod na čisté zdroje energie.

Zdroj: techradar.com foto: ICFO

Zobrazit Galériu