Vedci prišli s novými solárnymi článkami, ktoré svojou efektivitou prerazili kľúčovú bariéru 30 %, informuje Interesting Engineering. Podarilo sa im zlomiť hneď dva rekordy a vďaka lacným materiálom dokážu zásadne posunúť vpred celú oblasť ekologickej a udržateľnej produkcie elektrickej energie aj bez vysokých nákladov.

Výhoda modernej technológie

Na nových solárnych článkoch pracovali z Laboratória fotovoltaiky a tenko-filmovej elektroniky na Švajčiarskom federálnom inštitúte technológií v Lausanne a známeho inovačného centra CSEM, pričom výsledky ich snaženia stoja skutočne za to. Použitím lacných materiálov dosiahli to, čo doteraz zvládli len tie najšpičkovejšie kombinácie.

Tieto rekordné solárne články fungujú na báze minerálu perovskitu a kremíku, ktoré sú pomerne bežne dostupné a k dispozícii sú dostatočne veľké množstva pre celé ľudstvo.

Účastníci vývoja v tlačovej správe dodávajú, že sú solárne články, ktoré doteraz prekonávali hranicu 30 %, v niektorých prípadoch až 1 000-násobne drahšie ako články na báze kremíka.

CSEM

Môže sa jednať o ideálnu náhradu dnešných solárnych článkov na báze kremíka, ktoré dosahujú teoretickú efektivitu 29 % a nie je viac veľký priestor na vylepšenia a ďalší vývoj. Tento problém sa podarilo vyriešiť tandemovými článkami, ktoré sa prekrývajú a kým horná vrstva pohlcuje vysoko energické lúče, nižšia zase infračervené. Perovskit je dobrým doplnkom kremíka, keďže zvláda efektívne premieňať viditeľné svetlo na elektrickú energiu.

Dve účinné metódy

Výskumníci použili počas vývoja dve metódy, pričom v prvej pokladali vrstvy perovskitu z tekutého roztoku na kremíkovú plochu. Táto metóda dosiahla efektivitu 30,93 % a pokúsili sa aj o ďalšiu, v rámci ktorej použili hybridný roztok pary a kvapaliny, čoho výsledkom bol solárny článok s plochou 1 cm² a efektivitou až 31,25 %, píše NewAtlas.

Technológia ešte potrebuje dodatočný výskum a vývoj, aby vedci prišli na to, ako ju škálovať a vyrábať oveľa väčšie množstvo väčších plôch. Potenciál efektivity perovskitu s kremíkom nad 30 % odborníci predpokladali už v minulosti, avšak vôbec po prvý raz sa im podarilo tento cieľ reálne dosiahnuť.

Oxford PV

Perovskit-kremíkové solárne články sa budú ešte nejakú dobu nachádzať v experimentálnom štádiu a nie je preto úplne jasné, aká je ich presná životnosti – keďže však používajú veľmi podobné materiály ako zvyšok trhu, je možné očakávať aj podobné životné cykly.

Ako navyše dodáva PV-Magazine, nemeckí vedci dokázali, že je zvýšená efektivita dostatočná na to, aby vykryla aj zvýšené energetické náklady na výrobu – napriek lepšiemu výkonu tak nedochádza k zvýšeniu celkových výsledných emisií celého systému. Problémom podľa nich nie je ani olovo, ktoré v tomto prípade má minimálny dopad na ekotoxicitu.