Te moduły PV “widzą” więcej niż człowiek! Koreański wynalazek wyprodukuje prąd z podczerwieni

Naukowcy z Korei Południowej opracowali nowe hybrydowe ogniwa słoneczne, które mogą wprowadzić przełom w sposobie pozyskiwania energii ze słońca. Ich wynalazek opiera się na połączeniu perowskitów z organicznymi fotopółprzewodnikami, co pozwala efektywnie wykorzystywać nie tylko światło widzialne, ale także bliską podczerwień.

Podziel się
- Naukowcy z Korei Południowej stworzyli hybrydowe ogniwa słoneczne łączące perowskity z organicznymi fotopółprzewodnikami, zdolne do przetwarzania zarówno światła widzialnego, jak i bliskiej podczerwieni.
- Technologia P-DIP użyta w ogniwach zwiększa ich trwałość i wydajność, chroniąc materiały przed degradacją w trudnych warunkach, takich jak promieniowanie UV i wysoka temperatura.
- Nowe panele mogą produkować energię także w nocy dzięki wykorzystaniu podczerwieni, jednak problemem pozostają wysokie koszty produkcji i skalowalność technologii.
Zwiększona trwałość i wydajność nowych modułów PV
Odkrycia dokonali naukowcy z Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), którym udało się uzyskać sprawność nowych modułów zbliżoną do 25%. Ogniwa, zdolne do przetwarzania energii ze światła w szerokim zakresie spektralnym, mogą okazać się kluczowe dla przyszłości energetyki odnawialnej, dostarczając wydajniejsze i bardziej efektywne źródło energii.
Klucz do sukcesu ogniw tkwi w zastosowaniu w panelach perowskitów oraz organicznych fotopółprzewodników, a także nowej techniki o nazwie P-DIP (Polymer Doping Induced Protection). Ta zaawansowana metoda zmniejsza straty napięcia i poprawia przepływ energii, co prowadzi do zwiększenia wydajności paneli. Dzięki tej innowacji, hybrydowe ogniwa mogą osiągać wyjątkową sprawność, a także dłuższą żywotność w porównaniu do standardowych paneli słonecznych. Technologia P-DIP polega na dodawaniu specjalnych polimerów, które chronią materiały w ogniwie przed degradacją, co jest jednym z kluczowych problemów klasycznych ogniw słonecznych.
W tradycyjnych ogniwach fotowoltaicznych jednym z głównych wyzwań jest utrata wydajności w wyniku uszkodzeń materiałów aktywnych pod wpływem promieniowania UV, wilgoci oraz wysokich temperatur. P-DIP minimalizuje te problemy, zapewniając lepszą stabilność ogniw i umożliwiając dłuższe utrzymanie wysokiej sprawności. To otwiera nowe możliwości wykorzystania paneli słonecznych w trudnych warunkach klimatycznych, takich jak pustynie, gdzie intensywne promieniowanie i skrajne temperatury stanowią istotne wyzwanie.
Energia słoneczna przez całą dobę
Nowe hybrydowe ogniwa słoneczne mają jeszcze jedną istotną zaletę – zdolność do efektywnego wykorzystania bliskiej podczerwieni. Światło podczerwone, emitowane zarówno przez słońce, jak i przez ziemię w nocy, dotychczas było trudne do efektywnego przekształcania w energię elektryczną w tradycyjnych ogniwach fotowoltaicznych. Dzięki zastosowaniu organicznych fotopółprzewodników, ogniwa te mogą przekształcać bliską podczerwień w energię elektryczną, co pozwala na produkcję prądu także po zachodzie słońca. Ta zdolność do wykorzystywania promieniowania podczerwonego sprawia, że panele mogą działać efektywnie przez całą dobę. Choć wydajność w nocy jest oczywiście niższa niż w pełnym słońcu, możliwość generowania energii także nocą stanowi ogromny krok naprzód w dziedzinie odnawialnych źródeł energii.
Hybrydowe panele słoneczne mogą znacząco przyczynić się do zmniejszenia zależności od sieci energetycznej oraz zwiększyć autonomię systemów fotowoltaicznych. W połączeniu z nowoczesnymi systemami magazynowania energii, takimi jak baterie litowo-jonowe, tego typu panele mogą stanowić niezawodne źródło energii nawet w warunkach niestabilnej pogody czy przerw w dostawach prądu.
Wyzwania i dalsze prace
Opisywana tu technologia brzmi bardzo obiecująco, jednak zanim trafi do powszechnego użytku, może minąć jeszcze dużo czasu. Jednym z głównych problemów jest w tym przypadku koszt produkcji takich ogniw, który wciąż pozostaje wyższy niż w przypadku tradycyjnych paneli krzemowych. Badacze z KAIST intensywnie pracują nad optymalizacją procesu produkcyjnego, aby obniżyć koszty i uczynić hybrydowe ogniwa bardziej konkurencyjnymi.
Innym wyzwaniem jest skalowalność tej technologii. Choć wyniki laboratoryjne są imponujące, konieczne jest przeprowadzenie testów na większą skalę, aby sprawdzić, jak ogniwa sprawdzają się w praktyce w różnych warunkach środowiskowych. Tylko wtedy będzie można ocenić, czy nowe ogniwa są w stanie zapewnić długoterminową stabilność i wydajność, która uczyni je realną alternatywą dla obecnie stosowanych rozwiązań.
Źródła: chip.pl, thecooldown.com