Vědci posouvají sluneční svit, aby zvýšili účinnost solárních článků

Technologie solární energie jsou klíčem k vytvoření udržitelného energetického ekosystému budoucnosti. Zvýšení jejich účinnosti a zároveň snížení nákladů na nahrazení uhlí a plynu jako zdrojů energie však stále vyžaduje technologický pokrok.

Tým výzkumníků z New York University (NYU) Tandon nyní vyvinul tenkou vrstvu, která zvyšuje účinnost solárních článků tím, že přeměňuje promarněné vlnové délky světla na ty, které lze využít k výrobě elektřiny, informuje portál InceptiveMind.

Křemík je zdaleka nejběžnějším polovodičovým materiálem používaným v solárních článcích. Problémem křemíkových solárních článků však je, že neodpovídají nejlépe slunečnímu spektru. Vyniká v absorpci červené části viditelného spektra slunečního světla, ale ignoruje kratší vlnové délky, jako je ultrafialové a modré světlo. To znamená, že velká část potenciální energie, kterou by bylo možné zachytit, je promarněna.

Řešení, na které přišli výzkumníci z Tandonu, spočívalo v podstatě ve změně slunečního svitu. Vyvinuli fólii, kterou lze použít v solárních článcích k posunu světelného spektra, čímž se ultrafialové a modré světlo (z méně účinného pásma spektra) změní na blízké infračervené světlo (účinnější zdroj pro solární články).

Ultrafialové paprsky mohou způsobit rychlejší degradaci článků, což by vyžadovalo jejich častější výměnu a zvýšilo náklady na elektřinu. UV paprsky mohou také způsobit přehřátí v důsledku přebytku energie, kterou přenášejí, což snižuje jejich účinnost a přispívá k jejich předčasné degradaci.

Přesunutím těchto paprsků do blízké infračervené části spektra může nová fólie vyřešit více problémů jediným řešením. Film se skládá z anorganického perovskitového materiálu dopovaného malým množstvím ytterbia. Perovskit absorbuje modré světlo a předává tuto energii ytterbiu, které ji vyzařuje jako blízké infračervené světlo. Tyto fotony pak může zachytit křemíkový solární článek a přidat je k obvyklé energii, kterou zachytí přímo ze Slunce.

Film má ještě jednu velmi slibnou výhodu – je to jediný materiál svého druhu, který nepoužívá olovo. Práce s olovem je nebezpečná a jeho těžba může být sama o sobě ekologickou katastrofou. A pokud se nějakým způsobem dostane do životního prostředí, jeho čištění se stane bolestí hlavy. Odstranění olova z rovnice činí výrobu a instalaci jejich fólie mnohem atraktivnější pro výrobu.

Ve stávající podobě je to světlý bod v boji za přechod k obnovitelným zdrojům energie pro energetické potřeby lidstva.

Zdroj: inceptivemind.com