Revoluce v energetice? Nový solární článek je výrazně efektivnější
Speciální trojrozměrná struktura dokáže zachytit téměř všechny vlnové délky světla ze Slunce.
Vědci z univerzity George Washingtona představili první prototyp nového typu solárního článku, který dokáže získat energii z takřka celého světelného spektra Slunce a díky tomu se pyšní i neuvěřitelnou efektivitou 44,5 % (teoreticky lze dosáhnout maximálně 50 %). Pokud se nový typ konstrukce ukáže jako použitelný pro hromadnou výrobu, může poskytnout skokové zlepšení v oblasti solárních článků, protože by se tato technologie stala nejefektivnější na světě.
V rámci běžně dostupných nejefektivnějších solárních článků, které jsou hromadně vyráběné a určené například na střechy domů, patří mezi špičky Panasonic a SunPower. Solární články od těchto výrobců mají efektivitu až kolem 21 %.
Technologických přístupů pro různé typy solárních článků existuje několik, mezi nejefektivnější už dlouho dobu patří multi-junction tvořené několika přechody P-N. A právě pro tento typ vyvinuli vědci novou konstrukci solárního článku.
Trojrozměrný vrstvený článek
Na povrch Země dopadá sluneční světlo s vlnovou délkou 250 nm až 2 500 nm a ani pokročilé solární články z klasických materiálů nedokážou zachytit fotony z celého spektra.
Nový článek je ale schopný zpracovat takřka veškeré fotony z tohoto spektra, především díky tomu, že se vědci zaměřili i na fotony s dlouhou vlnovou délkou. Ke konstrukci solárního článku použili materiál InGaAsSb a GaSb (Gallium antimonide), který je známý hlavně z oblasti laserů. Infračervených senzorů, LED, ale také třeba tranzistorů.
V rámci trojrozměrné konstrukce jsou solární buňky z tohoto materiálu umístěné ve vrstvách spolu s dalšími typy, kterou jsou běžné pro zachycení fotonů s krátkou vlnovou délkou. Díky vysoké přesnosti výroby pomocí transferového tisku bylo možné vyrobit výsledný solární článek.
Jeho velikost je ale extrémně malá – pouze 1 mm2, což má ale svůj důvod. Konstrukce totiž počítá s koncentrátorovou čočkou, která v tomto případě používá poměr koncentrace v podobě 744 Sluncí.
Zatím drahé, ale to se změní
Vývoj zmíněného prototypu byl dle vyjádření velmi drahý, především kvůli použitým materiálům. Už samotná výroba s vrstvením solárních článků ale naznačuje, že by hromadná výroba mohla být brzy realizovatelné a škálována na takovou úroveň, aby výsledný solární článek byl levný.
Stejně jako u jakékoli jiné technologie, i v tomto případě je jen otázkou času, kdy dojde k dalšímu vylepšení pro snížení nákladů (typicky použití levnějších materiálů) a zvýšení efektivity výroby, aby se více rozšířila. Solární panely tak mají jasnou budoucnost, ke které se postupně dostanou a jedno je tak jisté – energii ze Slunce (vesmírný termonukleární fúzní reaktor), která je dostupná zcela zdarma, budeme využívat ve stále větším měřítku.
Další články čtěte na serveru vtm.zive.cz >>
Více na: https://vtm.zive.cz/clanky/novy-solarni-clanek-dokaze-zachytit-temer-veskerou-energii-svetelneho-spektra-ze-slunce/sc-870-a-188713/default.aspx
