Solárne články z kvantových bodiek lámu rekord v účinnosti
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 6. 2. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Jedna z najsľubnejších nových technológií solárnych článkov získala výrazné zvýšenie účinnosti. Inžinieri z UNIST v Južnej Kórei totiž vytvorili solárne články z kvantových bodiek, ktoré dosiahli svetový rekord účinnosti až 18,1 %.
Kvantové bodky sú v podstate len malé, kruhové polovodičové kryštály, ktoré sú neuveriteľne účinné pri absorpcii a vyžarovaní svetla. Farbu svetla, s ktorým interagujú, je možné nastaviť zmenou ich veľkosti, vďaka čomu sú užitočné v zobrazovacích technológiách alebo ako senzory.
Kde však môžu byť najužitočnejšie, sú solárne články. Väčšina komerčných solárnych článkov je vyrobená zo sypkých materiálov ako vrstva zbierajúca svetlo. To znamená, že celý povrch absorbuje rovnaké vlnové dĺžky. No s kvantovými bodkami môžete mať viacero veľkostí, ktoré sa zameriavajú na inú časť spektra, čím sa zvyšuje potenciálna účinnosť. Navyše sú lacné a ľahko sa vyrábajú.
V novej štúdii juhokórejskí výskumníci z UNIST trochu upravili recept, aby zlepšili technológiu. Solárne články z kvantových bodiek, ktoré sú vyrobené z organických materiálov majú síce najvyššiu teoretickú účinnosť, ale bohužiaľ trpia chybami. Tie ich robia menej stabilnými na slnečnom svetle a počasí. Nie je to ideálne pre zariadenia navrhnuté tak, aby boli celý deň vonku na slnku. Aby sa to obišlo, tieto solárne články sa zvyčajne vyrábajú z anorganických materiálov, čo však obmedzuje ich účinnosť, hovorí tím.
Výskumníci z UNIST teraz vyrobili svoje kvantové bodky z organického perovskitu a vyvinuli novú metódu ich ukotvenia k substrátu, ktorá umožnila umiestniť bodky bližšie k sebe. To zvýšilo účinnosť na rekordnú úroveň 18,1 %, oproti 16,6 % z roku 2020. Tento rekord nezávisle uznalo Národné laboratórium pre obnoviteľnú energiu (NREL), ktoré vedie priebežný graf porovnávajúci účinnosť rôznych technológií.
Ešte lepšie je, že nové solárne články boli oveľa stabilnejšie. Svoju účinnosť si udržali 1200 hodín za normálnych podmienok a 300 hodín pri zvýšenej teplote až 80 °C. Rovnako dobre fungovali aj po dvoch rokoch skladovania.
Solárne články z kvantových bodiek majú však pred sebou ešte dlhú cestu, aby dobehli bežne používané kremíkové solárne články, ktoré majú náskok pol storočia a rýchlo sa približujú k svojej teoretickej maximálnej účinnosti. Medzitým sa kvantové bodky nachádzajú v laboratóriu približne od roku 2010, keď mali účinnosť pod 4%. Spolu so zvýšením efektívnosti by mala lacná a jednoduchá výroba pomôcť rozšíriť technológiu a urobiť tak širšiu škálu fotovoltaických povrchov.
Výskum bol nedávno publikovaný v Nature Energy.
