Vědci vytvořili nový typ solárního článku, který se pyšní neuvěřitelnou efektivitou. Speciální trojrozměrná struktura dokáže zachytit téměř všechny vlnové délky světla ze Slunce. Systém solárního článku využívá koncentrátorových čoček pro světlo.
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.
