Výskumníci Tokyo City University dosiahli technologický prelom, ktorý zásadne zmení využívanie solárnej energie. Vyvinuli nový typ flexibilného tandemového solárneho článku, ktorý dosiahol rekordnú účinnosť 26,5 percenta. Tandemové solárne články kombinujú dve rôzne technológie v jednej štruktúre, čím dokážu zachytiť viac slnečného svetla a premeniť ho na elektrickú energiu efektívnejšie než bežné panely.

V tomto prípade vedci spojili dve vrstvy – hornú perovskitovú bunku, ktorá je polopriehľadná, a dolnú tenkovrstvovú kremíkovú bunku typu HJT (heterojunction). Týmto spojením sa podarilo prekonať doterajšie limity flexibility a výkonu, čo je obrovský krok hlavne pre oblasti, kde je potrebná ľahká a ohybná solárna technológia, ako sú strechy budov či dopravné prostriedky. Na tému upozornil portál InterestingEngineering.

Ako funguje nový typ solárneho článku a v čom je iný

Perovskity sú materiály, ktoré v posledných rokoch spôsobili revolúciu vo výskume solárnych článkov, pretože umožňujú dosiahnuť vysokú účinnosť za nízku cenu. Ich slabinou však bola krehkosť a nízka flexibilita. Naopak, kremíkové články sú tradične pevné a odolné, ale ťažké a menej prispôsobivé. V tomto prípade sa však vedcom podarilo využiť výhody oboch technológií.

Pexels

Dolná kremíková vrstva bola upravená špeciálnym chemickým procesom, počas ktorého dochádza k leptaniu pomocou hydroxidu draselného, vďaka čomu sa výrazne stenčila bez toho, aby stratila schopnosť vyrábať elektrinu. Tento proces tiež zlepšil povrchové vlastnosti, aby lepšie prijímal hornú perovskitovú vrstvu. Horná vrstva bola navrhnutá s použitím pokročilých materiálov ako MeO-2PACz, C60 alebo SnO₂, ktoré zvyšujú efektivitu premeny svetla na elektrinu. Spolu tak vznikol článok, ktorý nielenže dosahuje veľmi vysokú účinnosť, ale je aj flexibilný a teda je možné ho ohýbať a prispôsobiť rôznym povrchom.

Budúcnosť flexibilnej solárnej energie

Vedci z Tokyo City University nekončia len pri rekorde. Ich cieľom je ešte zvýšiť výkon týchto tandemových článkov tým, že lepšie zosúladia elektrické prúdy medzi hornou a dolnou bunkou, čo je kľúč k maximálnemu využitiu slnečnej energie. Plánujú tiež aplikovať bifaciálnu technológiu, čo umožní príjmať svetlo spodnej bunke aj zo zadnej strany a tým ešte viac zvýši produkciu energie.

Unsplash

Okrem toho sa chystajú testovať dlhodobú mechanickú odolnosť a flexibilitu článkov, aby boli vhodné nielen pre budovy, ale aj pre mobilné zariadenia, vozidlá alebo nositeľnú elektroniku. Ak budú tieto výskumy úspešné, môžeme očakávať masívny rozmach ľahkých a výkonných solárnych technológií, ktoré by mohli výrazne prispieť k prechodu na obnoviteľné zdroje energie po celom svete.

Čítajte viac z kategórie: Ako na to?