Nowatorska powłoka może zwiększyć wydajność paneli fotowoltaicznych

Naukowcy z USA opracowali nową powłokę, dzięki której nasze panele fotowoltaiczne, mogą produkować więcej energii. Wykorzystuje marnowaną dotychczas długość fali światła.

Duże podwyżki cen energii elektrycznej sprawiły, że poszukujemy sposobów na ograniczenie rachunków za prąd, a także zabezpieczenie się przed blackoutem. Jednym z pomysłów może być zakup najmniejszego na świecie generatora, który zasili nasz dom. Jest to jednak dość głośne rozwiązanie, więc lepszym pomysłem są panele fotowoltaiczne.

Problem w tym, że ich wydajność jest wciąż stosunkowo niska, więc aby zaspokoiły nasze potrzeby trzeba ich zamontować całkiem sporo. Podnosi to znacząco koszt instalacji, która dodatkowo potrzebuje więcej wolnego miejsca.

Panele fotowoltaiczne wyprodukują więcej energii

Naukowcy z Uniwersytet w Nowym Jorku Tandon opracowali jednak specjalną powłokę, która może znacznie zwiększyć wydajność ogniw słonecznych. Film pokrywający panele przekształca bowiem marnowane dotąd długości fal światła w takie, które można wykorzystać do produkcji prądu.

Obecnie większość paneli powstaje z krzemu. To materiał, który doskonale pochłania czerwony koniec spektrum światła słonecznego, lecz prawie ignoruje krótsze długości fal, jak światło ultrafioletowe i niebieskie. Naukowcy od dawna pracowali więc nad różnymi projektami ogniw słonecznych, mogących wykorzystać więcej widma. Ale jak dotąd nie czynili na tym polu znaczących postępów.

Naukowcom z NYU Tandon być może udało się osiągnąć przełom. Opracowali bowiem cienką warstwę przekształcającą fotony światła UV i niebieskiego ze światła słonecznego, w fotony bliskie podczerwieni. Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie szerszego spektrum światła.

Co ważne, powłokę można nałożyć na już zamontowane ogniwa słoneczne, podnosząc w ten sposób ich wydajność. Umożliwiłoby to pozyskiwanie energii, która dotychczas była marnowana. Istotne jest również to, że folia nie blokuje innych długości światła. A dodatkowym jej atutem jest zmniejszenie ilości promieniowania UV docierającego do ogniw, co może wydłużyć ich żywotność. Promienie UV mogą bowiem powodować przegrzanie ogniwa ze względu na nadmiar energii, którą niosą. Zmniejszają jego wydajność i przyczyniają się do przedwczesnej degradacji.

Ochrona ogniw przed degradacją

Powłoka składa się z nieorganicznego materiału perowskitowego, połączonego z niewielką ilością iterbu. Perowskit doskonale pochłania niebieskie światło i przenosi tę energii do iterbu, który emituje ją jako światło bliskiej podczerwieni. Ogniwo może następnie wychwytywać czerwone fotony i przekształcać je w prąd.

Wczesne testy laboratoryjne wykazały, że powłoka może przekształcać niebieskie fotony w czerwone z wydajnością 82,5%. Oczywiście nie oznacza to, że o tyle właśnie zwiększy się wydajność ogniwa. Na razie nie wiadomo jak bardzo można ją podnieść, gdyż odpowiedź na to pytanie przyniosą kolejne testy.

Naukowcy zdążyli jednak podnieść wydajność swej powłoki, która aktualnie wynosi już 95%, ale nie jest to ich ostatnie słowo. Twierdzą, że możliwe jest przełamanie bariery 100 procent. Droga do tego jest na razie jednak bardzo daleka.

Źródło