Vedci z Austrálie prišli s objavom, ktorý môže zásadne zmeniť spôsob, akým využívame slnečnú energiu. Nová technológia, ktorú testujú na Univerzite Nového Južného Walesu v Sydney, má potenciál takmer zdvojnásobiť účinnosť solárnych panelov. Ak sa potvrdí aj mimo laboratória, môže ísť o jeden z najväčších prelomov vo fotovoltaike za posledné desaťročia.

Súčasná efektivita je nízka, chystá sa obrat

Základ väčšiny súčasných solárnych panelov tvorí kremík, pri ktorom však fotovoltaické články narážajú na limity. Aj tie najpokročilejšie panely dokážu premeniť na elektrinu len približne 27 % dopadajúceho slnečného žiarenia. Zvyšok sa stráca ako teplo, pretože kremík energiu viac nedokáže efektívne spracovať.

Výskumy navyše naznačujú, že kremíkové panely sa už blížia k maximu svojej účinnosti, ktoré vedci odhadujú približne na 29 %. Znamená to, že aj pri najvyššom možnom využití súčasných panelov bude obrovské množstvo solárnej energie naďalej zostávať nevyužité.

Austrálsky tím výskumníkov však našiel spôsob, ako efektivitu existujúcich fotovoltaických článkov výrazne zvýšiť. Využívajú pritom fyzikálny jav zvaný singlet fission, teda proces, pri ktorom sa jeden fotón rozdelí na dva excitované stavy, z ktorých každý môže vytvoriť samostatný elektrický náboj.

V praxi to znamená, že z jedného lúča svetla sa získa dvojnásobok elektrickej energie. Tento princíp umožňuje zachytiť aj tú časť slnečného žiarenia, ktorú kremík bežne nevyužije.

Pixabay

Kľúčová výhoda je v jednoduchosti

Kľúčovým prvkom celej technológie je nový organický materiál DPND (dipyrrolonaphthyridinedione), ktorý nahrádza doteraz používaný tetracén. Ten síce fungoval v laboratórnych podmienkach, no na vzduchu a vlhkosti rýchlo degradoval.

DPND je naopak stabilný, odolný a zvláda aj vonkajšie prostredie. Navyše, jeho aplikácia je mimoriadne jednoduchá – stačí ho naniesť ako ultratenkú vrstvu na existujúce kremíkové články. „Je to ako keby ste na panel naniesli tenkú vrstvu farby, ktorá zrazu dokáže zachytiť aj tú energiu, ktorá by sa inak stratila,“ vysvetľuje výskumník Ben Carwithen z tímu Omega Silicon.

Prvé testy ukázali, že technológia funguje. Rozdelené svetlo dodáva článku ďalší elektrický prúd a výrazne zvyšuje efektivitu spracovania solárnej energie. Účinnosť by sa teoreticky mohla vyšplhať až na 45 %, čo je takmer dvojnásobok oproti dnešným štandardom.

Zavedenie do praxe by pritom nemalo byť technicky náročné. Ide len o doplnkovú vrstvu, ktorú možno aplikovať aj na existujúce panely bez potreby ich výmeny či zásadnej prestavby. Aj napriek sľubným vyhliadkam vedci zostávajú nohami na zemi a nechcú hovoriť o senzácii. Všetko sa ukáže aj pri testovaní v skutočných podmienkach.

Čítajte viac z kategórie: Novinky