Fotowoltaika o sprawności ponad 80%? To możliwe, choć drogie

Krzemowe panele PV konwertują na elektryczność około 15% energii padającego na nie światła. Oprócz nich istnieje wiele typów fotowoltaiki, które potrafią uzyskać wyższą sprawność. Technologie te są w stanie osiągać 30% lub nawet wyższe efektywności, niestety są znacznie droższe niż „standardowa”, polikrystaliczna fotowoltaika krzemowa. Mimo to, wielu naukowców poszukuje rozwiązań, które byłyby w stanie dostarczyć super-efektywną fotwoltaikę.

W tej kwestii, ciekawym osiągnięciem mogą pochwalić się naukowcy z japońskiego Hokkaido University. Zauważyli oni, że pokrycie modułu cienką warstwą wytworzoną głównie ze złota potrafi ekstremalnie podwyższyć efektywność fotowoltaiki. Według badaczy, tak wytworzone ogniwo jest w stanie przekształcić na elektryczność aż 85% padającego na nie światła, co da niemal pięciokrotnie lepsze uzyski niż tradycyjna fotowoltaika krzemowa.

„Złota” warstwa składa się z kilku części. Pierwsza z nich to mierząca 30 nanometrów powłoka z tlenku tytanu, na którą naniesiono złote nanocząstki. Dopiero pod nią umieszczono podobnie cienką, złotą warstwę.

Złote nanocząstki na wierzchu są w stanie absorbować część spektrów światła i „przekazywać” je dalej w formie elektronów. Po przejściu przez tą warstwę, promieniowanie słoneczne natrafia na umieszczone na dole złote „lustro”. Pozwala ono „zawrócić” pozostałą część światła, które zostaje ponownie zaabsorbowane. W ten sposób formułowana jest specyficzna „świetlna pułapka”, która pozwala maksymalnie wykorzystać padające na moduł promieniowanie słoneczne.

gold solar panel

Głównym minusem nowatorskiej technologii jest oczywiście wysoka cena. Po pierwsze, złoto nie należy do tanich materiałów – jego obecność mocno zawyża koszty produkcji. Co więcej, drogie okazuje się również wytworzenie złotych nanocząstek, które odgrywają kluczową rolę w spektakularnych osiągach tej fotwoltaicznej technologii. Z drugiej strony naukowcy wskazują, że opracowane przez nich moduły wykorzystują bardzo małe ilości tego drogocennego materiału. W zamian za to oferują wydajność, o jakiej inne technologie mogą jedynie pomarzyć.

Źródło: designnews.com

 

 

Maciej Janiszkiewicz

Redaktor GLOBEnergia