Supercienkie elastyczne ogniwa słoneczne na pochmurne dni

fot. Heliatek

Heliatek opracował elastyczne, cienkie jak wyświetlacze OLED ogniwa słoneczne, które sprawdzają się nawet w pochmurne dni

Badacze z niemieckiej firmy Heliatek opracowali nowy rodzaj ogniw słonecznych, które można umieszczać na cienkim poliestrowym filmie. Ogniwa te nie reagują na zmianę natężenia promieniowania słonecznego i działają dobrze także w dni pochmurne – poinformował magazyn Technology Review.

Naukowcy pracujący dla niemieckiej firmy technologicznej Heliatek, stworzyli nowe ogniwa słoneczne na bazie molekuł organicznych umieszczonych na cienkim poliestrowym filmie. Metoda produkcji jest podobna do używanej przy produkcji cienkich wyświetlaczy organicznych OLED przeznaczonych dla smartfonów, telefonów komórkowych czy telewizorów. Nowe ogniwa są elastyczne, o większej jasności niż dotąd używane i wytwarzają więcej elektryczności niż ogniwa konwencjonalne.

Drezdeński Heliatek to nietypowa firma technologiczna, grupuje bowiem najlepszych badaczy z koncernów chemicznych i technologicznych, takich jak Bosch czy BASF, która otrzymała na swoje prace fundusz w wysokości 28 mln euro. Wynalezione przez nią nowe ogniwa słoneczne zostaną wykorzystane w budowie małej elektrowni do testowania nowych technologii energetyki słonecznej o mocy 75 MW.

Jeśli testy się powiodą, wówczas badacze rozpoczną pracę nad zmniejszeniem kosztów wytwarzania nowych ogniw. Umożliwiłoby to uruchomienie produkcji wielkoskalowej i uzyskanie kosztów na poziomie 40 eurocentów za wat, co pozwoliłoby na konkurowanie z klasycznymi panelami słonecznymi opartymi na krzemie.

Naukowcom pracującym dla Heliatek udało się stworzyć ogniwa słoneczne nie oparte jak dotychczas, na polimerach o długich łańcuchach, lecz na innych molekułach organicznych – trwalszych, krótkołańcuchowych oligomerach. Są one stabilniejsze niż długołańcuchowe polimery i można je łatwo osadzać na cienkiej błonie z tworzywa sztucznego w środowisku próżniowym.

W ten sposób możliwe jest wytwarzanie wielowarstwowych ogniw słonecznych, pozyskujących energię z promieniowania o różnej długości fali. Ułatwia to jednocześnie przedłużenie okresu ich funkcjonowania, przy zachowaniu wydajności, tak że mogą pod tym względem rywalizować z klasycznymi ogniwami słonecznymi.

Okna, które generują energię elektryczną

Można je też osadzać na elastycznym filmie i oklejać nimi szyby okienne, podobnie jak obecnie robi się to z przyciemniającą je folią. Taka „folia słoneczna” w rzeczywistości może być ogniwami wytwarzającymi energię. Problemem jest obecnie wydajność ogniw Heliatek, która wynosi 8% przy 14-15% wydajności klasycznych ogniw słonecznych i 21% ogniw zmodyfikowanych. Jednak ogniwa oparte na krzemie są wrażliwe na zmiany natężenia światła słonecznego i gorzej funkcjonują np. przy dużym zachmurzeniu, podczas kiedy w ogniwach Heliatek różnica jest bardzo niewielka – byle promienie słoneczne padały na powierzchnię ogniw.

W teście przeprowadzonym w Singapurze w miesiącu o zmiennym zachmurzeniu i temperaturze ogniwa Heliatek zamontowane na wieżowcu biurowym wytworzyły więcej energii niż ogniwa klasyczne, o większej wydajności.

Teraz badacze chcą zwiększyć wydajność ogniw z 8% do 12% przy użyciu procesu dającego tzw. ogniwa tandemowe, składające się z dwóch warstw ogniw wrażliwych na promieniowanie słoneczne o różnej długości. Badacze z Heliatek współpracują przy tym z naukowcami z BASF nad wytworzeniem nowych materiałów, mogących absorbować jak największą cześć spektrum słonecznego. Pierwsze efekty tych prac mają być widoczne jeszcze w obecnym roku.

PAP - Nauka w Polsce