Technologia ta może się stać bardziej atrakcyjna dla architektów i ludzi zaangażowanych w sektor budowlany – mówi Angèle Reinders – inżynier z Uniwersytetu w Twente w Holandii.

W przypadku tradycyjnych krzemowych ogniw PV zamontowanych na dachu, koszty mogą szybko wzrastać. Wielu naukowców, skupionych na komercyjnej opłacalności, próbowało wykorzystać materiały, mogące skoncentrować światło na jednym lub dwóch ogniwach słonecznych.

Inżynierowie umieszczają ogniwa słoneczne na brzegach paneli i kierują światło przy użyciu nowatorskich materiałów, takich jak kropki kwantowe i barwniki organiczne. Przykładowo pewna grupa naukowców osiągnęła wydajność równą 7,1 % stosując cztery drogie, wykonane z arsenku galu ogniwa i umieszczając je na krawędziach małego luminescencyjnego koncentratora solarnego z barwnikami.

Preferuje się użycie plastiku, moduły fotowoltaiczne podlegają recyklingowi. W celu zwiększenia wydajności średniej wielkości koncentratorów solarnych wykorzystujących plastik, zaproponowano nowe projekty wspomagane są symulacjami komputerowymi różnych kombinacji kształtów, kolorów, liczb ogniw krzemowych oraz umiejscowienia ogniw PV.

Oto w jaki sposób działa projekt: gdy promieniowanie słoneczne dociera do cienkiego filmu wymieszanego z poszczególnymi barwnikami, światło odbija się wewnątrz filmu. W zależności od koloru barwnika, dostosowuje się długość fali świetlnej w taki sposób, że jest bliżej pasma bliskiego podczerwieni. Jest to bardzo korzystne, gdyż dwa ogniwa krzemowe na spodzie panelu absorbują więcej światła w tym zakresie.

Zespół naukowców stworzył prototyp, zamieniający fotony w elektrony z wydajnością równą 5,8% poprzez podzielenie obu ogniw na trzy części i umiejscowienie ich na spodzie filmu zawierającego czerwony barwnik. Okazuje się, że stosując kształt rombowy, można zgromadzić znacznie więcej światła niż w przypadku kształtu prostokątnego.

Ogniwa PV działają lepiej na bazie akrylu, jednak są droższe niż zwykłe szkło i trudniej poddać je certyfikacji.

Rozmiar systemu PV nie będzie miał istotnego wpływu na całkowitą wydajność, jednak w mniejszych modułach łatwiej jest skoncentrować fotony, jako że nie są w tak szerokim stopniu rozprowadzane na powierzchni.

Nadal pozostaje kwestia sprawdzenia, czy użyte materiały będą stabilne w warunkach pogodowych, jak: śnieg czy deszcz oraz, w jaki sposób ich cienkość może wpłynąć na ich odporność. Należy jeszcze przeprowadzić badania w celu upewnienia się, że moduł jest w stanie wytrzymać wysokie temperatury na dachu.

Opracowano na podstawie: IEEE Spectrum

 

Julita Zapilaj

Redaktor GLOBEnergia