Powstały nowe najwydajniejsze elastyczne ogniwa słoneczne,

Powstały nowe najwydajniejsze elastyczne ogniwa słoneczne. Zachwycają wagą i grubością

Na ten moment efektywność krzemu w konwersji energii słonecznej na elektryczną jest trudna do pobicia w stosunku do kosztów produkcyjnych. Zwłaszcza że w obecnych czasach ceny krzemowych paneli słonecznych spadają z każdym rokiem. Jednak nie jest on idealny we wszystkich rodzajach zastosowań i dlatego naukowcy oraz inżynierowie dążą ciągle do opracowania stosownych alternatyw. Ostatnio cegiełkę do tego dążenia dołożyli ci ze Stanford University, których prace opisano w Nature Communications.

Czytaj też: Nasi rodacy biorą udział w przełomowej misji dotyczącej Słońca. O kulisach PROBA-3 opowiedział dr Orleański z CBK PAN

Elastyczne ogniwa słoneczne, które dodatkowo odznaczają się lekkością i grubością, są potrzebne technologii do wzniesienia się na nowy poziom. Dzięki ważącym niewiele i bardzo cienkim panelom słonecznym można wnieść drony, satelity, pojazdy elektryczne, gadżety, czy urządzenia Internetu Rzeczy na nowy poziom, ale nie bez przyczyny ciągle trudno o produkcję takich ogniw na masową skalę. Rozwiązań jest oczywiście tak wiele, jak wiele prototypów będą w stanie opracować naukowcy i dziś do tego dumnego grona dołączył kolejny z nich.

Naukowcy opracowali na ten moment najwydajniejsze elastyczne ogniwa słoneczne, które ciągle ulepszają

Wspomniani naukowcy ze Stanford University (Koosha Nassiri Nazif oraz Alwin Daus), postawili w swoich pracach na diselenek wolframu, z którego stworzyli ogniwa słoneczne. Dzięki bazowaniu na tym materiale, opracowane ogniwa mogą pochwalić się stosunkiem mocy do masy na poziomie ustandaryzowanych już i wykorzystywanych na małą skalę cienkowarstwowych ogniw słonecznych. Ich poziom konwersji wynosi 5,1%, czyli najwięcej wśród innych ogniw tego rodzaju, podczas gdy ich moc właściwa sięga 4,4 W/g, ale ponoć dalsze prace podbiją ten stosunek do 46 W/g.

Czytaj też: Komputery teraz widzą (prawie) jak ludzie. Naukowcy ulepszyli ich sposób postrzegania świata

To poziom jest wręcz niebywały w tej dziedzinie elastycznych paneli słonecznych, a tym samym kluczowy do rozszerzenia ich zastosowań w praktyce. Wykorzystanie w ich przypadku diselenku wolframu, pozwoliło na znaczne oszczędności po stronie wagi i wpływu na środowisko, a nawet podwyższenie ogólnej stabilności w porównaniu m.in. do ogniw na bazie perowskitów. Wszystko dzięki swojej przynależności do materiałów typu TMD (z ang. transition metal dichalcogenides).

W swoich pracach naukowcy wykorzystali dodatkowo przezroczysty arkusz grafenu, którego pokryli warstwą tlenku molibdenu, rozwiązując problem ekstrakcji ładunków elektrycznych. Wcześniej jednak wymaga to osadzenie płatków diselenku wolframu na podłożu krzemowym, połączenia ich ze złotymi elektrodami, a następnie pokryciem ich cienkim elastycznym plastikowym podłożem i wreszcie umieszczeniem całości w wodzie, aby odkleić elastyczną strukturę od krzemu.

Reklama

Czytaj też: Całkowite zaćmienie Słońca widziane z 1,5 mln kilometrów. Taka okazja zdarzyła się w tym roku zaledwie raz

Finalnie ogniwa chwalą się 350-nm grubością i obecnie mierzą jedynie 100 x 100 µm, co należy oczywiście zwiększyć, aby ich zastosowanie miało sens. W rzeczywistości zespół zaczął już wytwarzać warstwy o wymiarach 2 x 2 cm, ale jak dotąd te nie osiągnęły tak wysokiej jakości jak mniejsze płatki.