Nowy typ przezroczystych paneli słonecznych przetrwa nawet 30 lat

Inżynierowie z Uniwersytetu Michigan opracowali nowy typ przezroczystych paneli słonecznych. Ich atutem jest przewidywana żywotność sięga nawet 30 lat.

Panele słoneczne są coraz powszechniej stosowanym sposobem produkcji energii elektrycznej. Są bowiem przyjazne dla środowiska, a przy tym wytwarzają prąd, który praktycznie nic nas nie kosztuje.

Dzięki opracowaniu przezroczystych paneli, które można instalować w oknach, technologia będzie stawać się coraz powszechniejsza. Takie ogniwa zapewniają bowiem znacznie więcej możliwości ich instalacji, nie zajmując przy tym cennego terenu. Problem w tym, że ich żywotność jest ograniczona. Po pewnym czasie tracą swą sprawność i trzeba je wymienić, co wiąże się z dodatkowymi kosztami.

Bardziej efektywny typ paneli słonecznych

Wkrótce ta niedogodność będzie należeć do przeszłości, dzięki inżynierom z Uniwersytetu Michigan. Udało im się bowiem opracować nowy typ przezroczystych paneli słonecznych przeznaczonych do montowania w oknach. Nie tylko są bardziej efektywne, ale też mają większą żywotność szacowaną na około 30 lat.

Aktualnie najbardziej wydajne panele słoneczne wykonuje się z krzemu, ale materiał nie jest przezroczysty. W ogniwach słonecznych stosuje się dwa rodzaje materiałów, znane jako “akceptory nie-fulerenowe” i “akceptory fulerenowe”. Pierwszy z nich jest bardziej trwały, lecz w porównaniu do drugiego charakteryzuje się mniejszą trwałością.

Typowy panel słoneczny wykonany przy użyciu akceptorów niefulerenowych może osiągnąć wydajność 18 procent. Żywotność takich paneli mocno ogranicza jego zastosowania. Eksperymenty wykazały bowiem, że bez zastosowania metod ochrony materiału, wydajność panelu spadła do mniej niż 40% wartości początkowej w ciągu 12 tygodni po wystawieniu na działanie słońca.

Panel wystarczający na kilka miesięcy nie zachęcałby do jego zakupu. Inżynierowie postanowili więc przyjrzeć się problemowi i odkryli, że mogą go wyeliminować. Dodanie warstwy tlenku cynku do szkła, pozwoliło zwiększyć poziom blokowania promieni UV. Dodali również cieńszą warstwę tlenku cynku sąsiadującą z obszarem ogniwa, który pochłania światło. Musieli jednak dodać także warstwę materiału o nazwie IC-SAM wykonanego z węgla, aby zapobiec rozkładowi absorbera światła przez tlenek cynku. Na koniec dodano kolejną warstwę składającą się z fulerenu, aby chronić pochłaniacz światła.

Wysoka sprawność po 30 latach użytkowania

Na razie technologia jest jeszcze daleka od doskonałości, gdyż przezroczystość modułu wynosi jedynie 40 procent, więc nie bardzo nadaje się na okna. Zespół uważa jednak, że przejrzystość można zwiększyć do 60 procent przejrzystości. Istotne jest jednak to, że według badań przezroczyste panele słoneczne po 30 latach utrzymają 80% swej sprawności.

Źródło