Dużo wydajniejsze ogniwa słoneczne

Naukowcy i inżynierowie z USA opracowali ogniwa słoneczne wykorzystujące światło czerwone i bliską podczerwień. Zwiększa to znacznie ich wydajność i moc - poinformował magazyn Technology Review.

Dużo wydajniejsze ogniwa słoneczne
Źródło zdjęć: © AFP
2

Naukowcy ze Stanford University i inżynierowie z Bosch Research and Technology Center w Palo Alto w Kalifornii przedstawili nowy typ ogniw słonecznych wykorzystujących światło czerwone i bliską podczerwień. Zwiększa to znacznie moc i wydajność ogniw słonecznych, przy zachowaniu ich rozmiarów.

Obraz
© (fot. AFP)

Klasyczne ogniwa słoneczne nie mogą wykorzystywać światła czerwonego i bliskiej podczerwieni - aktywny materiał konwertujący fotony na energię, jaki w nich zastosowano, nie reaguje z fotonami, których energia jest dla niego zbyt niska. W efekcie wykorzystywane jest docelowo do 3. proc. światła słonecznego. Tymczasem wykorzystanie choć części z pozostałych 70 proc. znacznie zmniejszyłoby koszty ogniw, podnosząc ich wydajność i czyniąc je konkurencyjnymi wydajnościowo w stosunku do innych urządzeń energetycznych.

Uczeni i inżynierowie wykorzystali proces zwany konwersją promieniowania - na podłożu każdego ogniwa słonecznego naniesiono dwa barwniki. Absorbują one niskoenergetyczne fotony o dużej długości fali, łączą ich energię i wypromieniowują jako wysokoenergetyczne o krótszej długości fali.

Do tej pory proces ten był odtwarzany tylko w laboratorium. Zespół naukowców ze Stanford University pod kierownictwem prof. inżynierii materiałowej Jennifer Dionne dla zwiększenia wydajności i skali tego procesu zastosował nanocząsteczki metali. Działają one niczym mikroanteny optyczne, kierując światło bezpośrednio na warstwy barwników, co powoduje, że wychwytują one promieniowanie świetlne o odpowiedniej długości fali. Rośnie w ten sposób wydajność procesu konwersji, co zwiększa samą wydajność amorficznego ogniwa słonecznego opartego na tradycyjnych materiałach z 1. do 15 proc.

Ostatecznym celem zespołu badawczo-wdrożeniowego jest otrzymanie stałej powłoki na ogniwa słoneczne, absorbującej światło czerwone i bliską podczerwień. Byłaby ona łączona z podłożem ogniwa, ale odseparowana od warstw czynnych warstwą przezroczystej substancji nieprzewodzącej. Niskoenergetyczne fotony, które przeszły przez warstwę czynną, byłyby absorbowane przez warstwę konwertera i emitowane z powrotem do warstwy czynnej jako wysokoenergetyczne.

Inżynierowie z Bosch zapowiadają, że ich celem jest wdrożenie warstwy konwertującej światło czerwone do ogniw słonecznych w trzy lata, a dodanie warstwy absorbującej bliską podczerwień w cztery lata. Jednak wejścia na rynek ogniw z fabrycznie wytwarzanym mechanizmem konwersji nie należy spodziewać się wcześniej niż za 7-1. lat.

Źródło artykułu:

Wybrane dla Ciebie

Każdy ma wzorzec oddechu. Jest unikalny jak odcisk palca
Każdy ma wzorzec oddechu. Jest unikalny jak odcisk palca
Przerażające nagranie z Kijowa. Dron uderzył w blok mieszkalny
Przerażające nagranie z Kijowa. Dron uderzył w blok mieszkalny
Ile polskich Krabów stracili Ukraińcy? Liczby stanowią jasno
Ile polskich Krabów stracili Ukraińcy? Liczby stanowią jasno
Nowy nabytek polskiej armii. MON pokazał zdjęcia
Nowy nabytek polskiej armii. MON pokazał zdjęcia
Izrael zadał cios. Iran traci legendarne samoloty
Izrael zadał cios. Iran traci legendarne samoloty
Pojawiły się nad Polską. Ważna chwila dla naszej armii
Pojawiły się nad Polską. Ważna chwila dla naszej armii
Nowe odkrycie. Czy naukowcy wykryli piątą tajemniczą siłę?
Nowe odkrycie. Czy naukowcy wykryli piątą tajemniczą siłę?
Nowe Airbusy A220 dla LOT-u. Dalekie podróże i mniejsza produkcja CO2
Nowe Airbusy A220 dla LOT-u. Dalekie podróże i mniejsza produkcja CO2
Rosja modernizuje bazy broni jądrowej. Szwecja potwierdza
Rosja modernizuje bazy broni jądrowej. Szwecja potwierdza
To przyszłość komputerów. Dyski SSD PCIe 5.0 coraz lepsze i tańsze
To przyszłość komputerów. Dyski SSD PCIe 5.0 coraz lepsze i tańsze
Nowy wyścig zbrojeń jądrowych. Instytut ostrzega
Nowy wyścig zbrojeń jądrowych. Instytut ostrzega
Nagroda za dobre świadectwo. Gracze marzą właśnie o tych prezentach
Nagroda za dobre świadectwo. Gracze marzą właśnie o tych prezentach