Aby panele słoneczne mogły funkcjonować z najwyższą wydajnością, ich powierzchnia musi pozostawać czysta i wolna od zanieczyszczeń różnymi rodzajami drobin. Regularne mycie ogniw fotowoltaicznych nie ma prawa bytu w przypadkach, gdy trzeba oczyścić naprawdę ogromne połacie modułów. Z pomocą przychodzi wynalazek niemieckich inżynierów z Instytutu Fraunhofera, o którym dowiadujemy się z informacji prasowej instytucji. Sprawia on, że panele słoneczne będą same się oczyszczać z zanieczyszczeń.
Wynalazek jest w zasadzie szklaną powłoką, która zachowuje się dwojako w stosunku do wody – hydrofobowo lub hydrofilnie w zależności od pory dnia. W cieniutkiej warstwie, którą można nakładać na moduły, najważniejszym składnikiem jest tlenek tytanu, który w normalnych warunkach odpycha od siebie cząsteczki wody, tworząc krople na jego powierzchni.
Czytaj też: Te panele słoneczne są całkowicie czarne. Produkują je w malutkim kraju, który wyrasta na potęgę
Wynalazek sprawi, że panele słoneczne będą wiecznie czyste
Podczas eksperymentów naukowcy odkryli, że wpływ promieniowania UV zmienia zachowanie tlenku tytanu. Staje się on wówczas silnie hydrofilny (przyciąga wodę). Dzięki temu zjawisku w ciągu dnia brud i kurz osiada na powierzchni wody. Natomiast w nocy warstwa kumuluje się w krople wody, które spływają w dół, zabierając ze sobą wszelkie zanieczyszczenia z dnia. Cały proces jest aktywowany tylko światłem UV.
Co więcej, tlenek tytanu dzięki fotokatalizie rozbija cząsteczki organiczne na powierzchni, a zatem działa sterylizująco na powierzchnię paneli słonecznych.
Czytaj też: Perowskitowe panele słoneczne z bardzo ważnym postępem. Przetrwają nawet najcięższe warunki
Eksperymentalny prototyp typu „roll-to-roll” został skonstruowany w postaci rolki ultra cienkiego szkła o wymiarach 30 x 20 cm. Grubość powłoki szklanej wynosi 100 mikrometrów, a tlenku tytanu jedynie 30-150 nanometrów.
Niestety instalacja nie jest tak idealna. Badacze mają przed sobą jeszcze kilka problemów, które trzeba rozwiązać, aby wynalazek mógł być zastosowany w praktyce. Przede wszystkim samo szkło jest mało odporne na naprężenia mechaniczne i zmiany temperatur. Ponadto tlenek tytanu zachowuje swoje cechy, kiedy jest krystaliczny – produkcja tego typu związku jest dość kosztowna i wymaga wysokich temperatur, na które odporne jest tylko szkło.
Naukowcy będą szukać kompromisowego rozwiązania dla samooczyszczającej powłoki. Spróbują opracować również taką konstrukcję, która będzie reagować nie tylko na światło UV, ale i widzialne.
