Perovskitové solárne články patria medzi najperspektívnejšie fotovoltické technológie súčasnosti. Výskumníci z Institute of Materials Science of Seville teraz ukázali, že tieto články môžu fungovať nielen počas slnečného počasia, ale aj počas dažďa.

Hybridný systém kombinuje fotovoltiku s triboelektrickým nanogenerátorom a dokáže z jednej kvapky vody vytvoriť napätie až 110 voltov.

Hybridná bunka spája slnko a dážď do jedného systému

Výsledky výskumu boli publikované v odbornom časopise Nano Energy. Tím z ICMS v Seville vyvinul ochrannú tenkovrstvovú vrstvu s hrúbkou približne 100 nanometrov, teda približne tisíckrát tenšiu než ľudský vlas.

Táto vrstva plní dvojitú funkciu. Na jednej strane chráni citlivú perovskitovú štruktúru pred vlhkosťou a degradáciou, čo je jeden z hlavných problémov tejto technológie. Na druhej strane umožňuje premieňať kinetickú energiu dopadajúcich kvapiek na elektrický potenciál.

Kľúčom je takzvaný triboelektrický jav. Ide o fenomén, pri ktorom dochádza k vzniku elektrického náboja pri kontakte a oddelení dvoch materiálov. V tomto prípade kvapka dažďa dopadne na špeciálne upravený povrch, čím sa vytvorí krátkodobý elektrický impulz.

„Naša práca navrhuje pokročilé riešenie, ktoré kombinuje perovskitovú fotovoltickú technológiu s triboelektrickými nanogenerátormi v tenkovrstvovej konfigurácii,“ uviedla výskumníčka Carmen López z ICMS v oficiálnom vyhlásení.

V laboratórnych podmienkach dokázal systém z jednej kvapky vody generovať potenciál približne 110 voltov. Hoci ide o napätie s veľmi nízkym prúdom, je dostatočné na napájanie malých elektronických zariadení alebo LED obvodov. To otvára dvere najmä pre autonómne senzory a nízkoenergetické IoT zariadenia.

Nano Energy

Perovskitové články sú dlhodobo považované za možného nástupcu klasických kremíkových panelov. Dosahujú vysoké účinnosti premeny energie a ich výroba je lacnejšia. Ich slabinou je však stabilita pri kolísaní vlhkosti, teploty a dlhodobom vystavení prostrediu.

Nový ochranný film, vytvorený pomocou plazmovej technológie, rieši práve túto slabinu. Zároveň zvyšuje absorpciu svetla a umožňuje systému pracovať aj počas dažďa, keď klasické solárne panely zaznamenávajú pokles výkonu.

Podľa autorov výskumu by sa hybridné „solar-rain“ panely mohli využiť na napájanie senzorov na mostoch, inteligentných budovách či v poľnohospodárstve. V oblastiach s častými zrážkami by tak mohli zabezpečiť energetickú autonómiu zariadení, ktoré dnes vyžadujú batérie alebo externé napájanie.

Freepik/Pexels (Úprava redakcie)

Rozvoj Internetu vecí znamená exponenciálny nárast počtu senzorov v teréne. Energetická nezávislosť týchto zariadení je preto kľúčová. Hybridná kombinácia slnečnej a dažďovej energie môže predstavovať nový smer vo vývoji mikrozdrojov energie, ktoré fungujú prakticky v každom počasí.

Ak sa technológia osvedčí mimo laboratória, budúce solárne panely už nebudú pasívne čakať na slnko. Budú schopné vyrábať elektrinu aj vtedy, keď oblohu zakryjú mraky a začne pršať.

Čítajte viac z kategórie: Novinky