Partnerzy:

Reklama

Ogniwa słoneczne wykorzystujące podczerwień

Naukowcy i inżynierowie z USA opracowali ogniwa słoneczne wykorzystujące światło czerwone i bliską podczerwień. Zwiększa to znacznie ich wydajność i moc – poinformował magazyn Technology Review.

Naukowcy z Stanford University i inżynierowie z Bosch Research and Technology Center w Palo Alto w Kalifornii przedstawili nowy typ ogniw słonecznych wykorzystujących światło czerwone i bliską podczerwień. Zwiększa to znacznie moc i wydajność ogniw słonecznych, przy zachowaniu ich rozmiarów.

Klasyczne ogniwa słoneczne nie mogą wykorzystywać światła czerwonego i bliskiej podczerwieni – aktywny materiał konwertujący fotony na energię, jaki w nich zastosowano, nie reaguje z fotonami, których energia jest dla niego zbyt niska. W efekcie wykorzystywane jest docelowo do 30 proc. światła słonecznego. Tymczasem wykorzystanie choć części z pozostałych 70 proc. znacznie zmniejszyłoby koszty ogniw, podnosząc ich wydajność i czyniąc je konkurencyjnymi wydajnościowo w stosunku do innych urządzeń energetycznych.

Uczeni i inżynierowie wykorzystali proces zwany konwersją promieniowania – na podłożu każdego ogniwa słonecznego naniesiono dwa barwniki. Absorbują one niskoenergetyczne fotony o dużej długości fali, łączą ich energię i wypromieniowują jako wysokoenergetyczne o krótszej długości fali.

Do tej pory proces ten był odtwarzany tylko w laboratorium. Zespół naukowców ze Stanford University pod kierownictwem prof. inżynierii materiałowej Jennifer Dionne dla zwiększenia wydajności i skali tego procesu zastosował nanocząsteczki metali. Działają one niczym mikroanteny optyczne, kierując światło bezpośrednio na warstwy barwników, co powoduje, że wychwytują one promieniowanie świetlne o odpowiedniej długości fali. Rośnie w ten sposób wydajność procesu konwersji, co zwiększa samą wydajność amorficznego ogniwa słonecznego opartego na tradycyjnych materiałach z 11 do 15 proc.

Ostatecznym celem zespołu badawczo-wdrożeniowego jest otrzymanie stałej powłoki na ogniwa słoneczne, absorbującej światło czerwone i bliską podczerwień. Byłaby ona łączona z podłożem ogniwa, ale odseparowana od warstw czynnych warstwą przezroczystej substancji nieprzewodzącej. Niskoenergetyczne fotony, które przeszły przez warstwę czynną, byłyby absorbowane przez warstwę konwertera i emitowane z powrotem do warstwy czynnej jako wysokoenergetyczne.

Inżynierowie z Bosch zapowiadają, że ich celem jest wdrożenie warstwy konwertującej światło czerwone do ogniw słonecznych w trzy lata, a dodanie warstwy absorbującej bliską podczerwień w cztery lata. Jednak wejścia na rynek ogniw z fabrycznie wytwarzanym mechanizmem konwersji nie należy spodziewać się wcześniej niż za 7-10 lat.

PAP

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Reklama

OSTATNIE WPISY

Może Ci się spodobać także...

Nowe unijne porozumienie zakłada skokowy rozwój BESS. Ekspert SMA Solar Technology wyjaśnia, dlaczego o rentowności magazynów energii zdecyduje technologia.
Magazyny energii coraz ważniejsze w polskim systemie elektroenergetycznym

Transformacja polskiej energetyki nabiera tempa. Ponad połowa mocy zainstalowanej w Polsce pochodzi już ze źródeł odnawialnych, a zgodnie z planem...

Technologie dla zdecentralizowanych systemów energetycznych
Technologie dla zdecentralizowanych systemów energetycznych

Rozwój energetyki odnawialnej, magazynowania energii, inteligentnych sieci oraz systemów pozyskiwania energii z otoczenia zmienia sposób projektowania współczesnych systemów energetycznych. Centrum...

Nowe warunki techniczne dla budujących dom od stycznia
Nowe Warunki Techniczne opóźnione. Projektantów ratuje 18-miesięczny okres przejściowy

Zapowiadane na 20 września 2026 r. wejście w życie zupełnie nowego rozporządzenia w sprawie warunków technicznych nie doszło do skutku....