Cynkowe ogniwa fotowoltaiczne nie są znane obecnie na rynku komercyjnym, co nie oznacza, że sytuacja nie może się odmienić. Chociaż długa będzie do tego droga. Materiałem absorbującym światło na ogniwach jest fosforek cynku (Zn3P2), który jest umieszczony na podłożu o składzie fosforku indu (InP). Naukowcy z Federalnej Politechniki Lozanny w Szwajcarii przeprowadzili eksperymenty nad wykorzystaniem mono- i polikrystalicznych folii z fosforku cynku, aby znaleźć sposób na udoskonalenie ogniw. Wyniki prac opisują w Solar Energy Materials and Solar Cells.
W przypadku cynkowych ogniw jest co poprawiać. Nie przykuwały one dotychczas większej uwagi, ponieważ największą wydajność konwersji energii, jaką w ich przypadku osiągnięto, wynosiła 6 proc. i jest to wynik z 1981 roku. Fosforek cynku posiada wiele ograniczeń we właściwościach elektrycznych, nad którymi właśnie pracowali uczeni z Lozanny.
Czytaj też: Pierwsze ogniwo fotowoltaiczne ma już 140 lat. Stara technologia może się nam jeszcze przydać
Cynkowe ogniwa fotowoltaiczne z nową “mocą”
Przeprowadzili oni eksperyment na dwóch rodzajach folii cynkowych, aby poznać właściwości obu z nich. Odkryli oni znaczną różnicę w rezystywności. Cienka warstwa monokrystalicznego fosforku cynku z gładką powierzchnią miała rezystywność w zakresie od 150 Ω cm do 1050 Ω cm, a ta z polikrystalicznym materiałem o szorstkiej, chropowatej powierzchni – od 6500 Ω cm do 9000 Ω cm. Co to oznacza w praktyce?
Okazało się, że ten typ fosforku o mniejszej rezystywności osiągał wyższą gęstość prądu. Może mieć to w przypadku ogniw fotowoltaicznych wpływ chociażby na wydajność konwersji. Badacze odkryli także, że zmiany w stosunku Zn/P mają wpływ na właściwości elektryczne materiału.
Czytaj też: Zawierają całą tablicę Mendelejewa. Dawniej bezużyteczne ogniwa słoneczne wracają do łask
Badania uczonych nie sprawiły co prawda, że ogniwa cynkowe zyskają od razu wydajność rzędu 25-30 proc., ale przyniosły pewien powiew optymizmu i zwiększyły potencjał fosforku cynku jako materiału do stosowania w ogóle w urządzeniach elektrycznych. Być może panele słoneczne oparte na tym związku staną się melodią przyszłości. Materiał ten jest stosunkowo dostępny, a gdy zabraknie wielu surowców do konstrukcji obecnie dominujących ogniw, to jest możliwe, że przemysł zwróci się w stronę fosforku cynku.
