Nanotechnologia

Naukowcom z Wydziału Elektroniki na Universitat Politecnica de Catalunya (UPC) udało się uzyskać rekordową 22-procentową wydajność krzemowych ogniw słonecznych, na których powierzchni zastosowaną specjalną obróbkę, nakładając tzw. czarny krzem na przednią część ogniwa, dzięki czemu pojawiają się na niej nanostruktury w kształcie maleńkich stożków.

Użycie czarnego krzemu redukuje stratę energii spowodowaną odbiciem światła przez ogniwa słoneczne praktycznie do zera, co oznacza wzrost wydajności o prawie 4% w porównaniu do tradycyjnych ogniw. Ten rodzaj krzemu nazwano czarnym, ze względu na kolor powierzchni nieodbijającej światła, podczas gdy w standardowych panelach powierzchnia ma kolor niebieski. Zwiększenie wydajności sprawi, że możliwe będzie np. całodzienne działanie lodówki  zasilanej panelami słonecznymi o wymiarach 5m².

Ogniwa słoneczne stanowią główną część paneli słonecznych instalowanych aby wychwytywać światło słoneczne i przetwarzać je w energię elektryczną. Aby uniknąć odbicia przez nich światła i tym samym zredukować stratę energii, powszechnie stosuje się teksturowane ogniwa powstałe w wyniku kąpieli zasadowej, na których tworzą się nierównomiernie rozłożone małe piramidki. Technika ta sprawia, że ogniwa są grubsze, ze względu na dużą ilość użytego w tym procesie krzemu. Natomiast powłoka czarnego krzemu pozwala na zastosowanie bardzo cienkich ogniw, o mniejszej zawartości krzemu, co zwiększa efektywność i zmniejsza koszty.

Dodatkową zaletą wypracowaną przez badaczy z UPC i Uniwersytetu Aalto w Finlandii jest zdolność czarnych ogniw do wychwytywania promieni słonecznych padających pod mniejszym kątem, co pozwala na produkcję większej ilości energii elektrycznej niż w tradycyjnych panelach. Właściwość ta jest kluczowa w takich krajach jak Finlandia, gdzie przez większą część roku słońce rzuca swoje promienie pod małym kątem. Według jednego z naukowców z UPC, Pablo Ortegi, użycie czarnego krzemu w przemyśle paneli słonecznych będzie możliwe już za 3-4 lata.

Źródło artykułu

Źródło grafiki