Alternatívne zdroje energií sa stavajú čím ďalej, tým dostupnejšie. Výnimkou nie je ani solárna energia, ktorá neustále naberá na popularite.

Hoci efektivita premeny slnečnej energie na elektrickú prostredníctvom solárnych článkov nikdy nebude kvôli zákonom termodynamiky na úrovni 100 %, snaha priblížiť sa k tejto hodnote je zreteľná.

Rekordná účinnosť

Dôkazom je aj nové zariadenie, ktoré vytvorili vedci z Národného laboratória pre obnoviteľnú energiu (NREL). To dosahuje účinnosť takmer 40 %, čo predstavuje najvyššiu zaznamenanú účinnosť pre akýkoľvek typ solárneho článku v reálnych podmienkach. Na tému upozornil portál NewAtlas.

Ako píše portál InterestingEngineering, nový solárny článok s rekordnou účinnosťou 39,5 % vedci opísali v štúdii publikovanej v žurnále Joule, pričom túto účinnosť dosahuje „za svetelných podmienok ekvivalentných slnečnému žiareniu“.

Práve poznatok, že nový solárny článok dosahuje túto rekordnú účinnosť  pri osvetlení „one-Sun“, ktoré poskytuje vynikajúci pohľad na to, ako dobre by tieto články mohli fungovať pri nasadení do praxe, je tu kľúčový.

Treba si uvedomiť, že hoci iné experimentálne solárne články dokázali dosiahnuť účinnosť blížiacu sa k vynikajúcim 50 %, tieto články tak vysokú účinnosť dosiahli iba pri extrémne koncentrovanom svetle.

Jedinečná architektúra

Dosiahnuť rekord v účinnosti solárnych článkov sa podarilo vďaka architektúre známej ako IMM (inverted metamorphic multijunction). Predmetný solárny článok tak obsahuje 3 kontakty, pričom každý z nich je vyrobený z iného materiálu, čo umožňuje zachytiť viac energie z celkového svetelného spektra. Dôležitú rolu tu však zohrali aj „kvantové studne“.

Pixabay

Odborníci v podstate vložili vodivú vrstvu medzi dva ďalšie materiály so širšou energetickou medzerou (zakázaným pásmom). Elektróny tu potom boli obmedzené iba do dvoch rozmerov, vďaka čo napokon materiál dokázal zachytiť viac svetla.

Nový solárny článok svojou účinnosťou prekonal rekord z roku 2020, kedy iný tím vedcov vytvoril solárny článok s účinnosťou 39,2 %. Pre porovnanie, bežne používané kremíkové solárne články, prípadne perovskitové solárne články majú účinnosť zhruba 25 %.

Odborníci z NREL v rámci testov vyskúšali aj možnosti nasadenia ich nových článkov do vesmíru, kde by mohli slúžiť na napájanie komunikačných satelitov. Pri týchto testoch články vykazovali účinnosť 34,2 %.