Nová metoda využívající nanodráty může ze solárních panelů udělat mnohem účinnější a levnější zařízení
Výzkumná skupina na Norské univerzitě vědy a techniky (NTNU) vyvinula metodu výroby solárního článku s velmi vysokou účinností materiálu pomocí polovodičových nanodrátků. Pokud se tento systém umístí na tradiční solární článek na bázi křemíku, mohl by potenciálně zdvojnásobit účinnost dnešních Si solárních článků při nízkých nákladech, píše portál techxplore.com.
„Máme novou metodu využití materiálu arsenidu galia (GaAs) velmi účinným způsobem pomocí nanostrukturování, takže můžeme vyrobit solární články s mnohem vyšší účinností za použití jen malého zlomku běžně používaného materiálu,“ říká Anjan Mukherjee, doktorand na katedře elektronických systémů. Mukherjee je hlavním vývojářem této techniky.
Arsenid galia (GaAs) je nejlepším materiálem pro výrobu solárních článků s vysokou účinností díky své mimořádné absorpci světla a elektrickým vlastnostem. Běžně se používá k výrobě solárních panelů určených především pro použití ve vesmíru.
Výroba vysoce kvalitních komponent GaAs solárních článků je však poměrně nákladná, což vyvolalo poptávku po technikách, které by mohly snížit používání tohoto materiálu. V posledních letech se ukazuje, že nanodrátová struktura může potenciálně zvýšit účinnost solárních článků ve srovnání se standardními planárními solárními články, a to i při použití menšího množství materiálu.
„Naše výzkumná skupina našla nový způsob, jak vyrobit solární článek s ultravysokým poměrem výkonu k hmotnosti, který je více než desetkrát účinnější než jakýkoli jiný solární článek, a to použitím GaAs v nanodrátkové struktuře,“ říká Helge Weman, profesor na katedře elektronických systémů na NTNU.
Výzkum skupiny byl publikován v časopise ACS Photonics, který vydává Americká chemická společnost.
Integrace tohoto produktu na Si článek může potenciálně zvýšit účinnost solárního článku až na 40 %, což by znamenalo zdvojnásobení účinnosti ve srovnání s dnešními komerčními Si solárními články.
Vhodné pro cesty do vesmíru
Výzkumníci tvrdí, že jejich přístup by mohl být upraven tak, aby se nanodrátky pěstovaly na různých substrátech, což by mohlo otevřít dveře mnoha dalším aplikacím.
„Zkoumáme možnosti pěstování tohoto typu lehké struktury nanodrátků na atomárně tenkých dvourozměrných substrátech, jako je například grafen. To by mohlo otevřít obrovské možnosti výroby lehkých a flexibilních solárních článků, které by se daly použít v bezpilotních letadlech s vlastním pohonem, mikrosatelitech a dalších vesmírných aplikacích,“ řekl Mukherjee.
Zdroj: techxplore.com