Inżynierowie z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) w USA opracowali wyjątkowe ogniwo słoneczne III-V oparte na arsenku galu. Do jego wytwarzania skorzystali z metody odprysków akustycznych, a szerzej o tym napisali w artykule naukowym w czasopiśmie Joule.
Czytaj też: Podwoją wydajność ogniw słonecznych? Nowy materiał zapewnia niesamowite wyniki
Ogniwa III-V odnoszą się do pierwiastków z grup oznaczanych dawniej tymi właśnie liczbami (dokładnie IIIb-Vb), a dzisiaj 13-15. Tak czy owak liczby od trzech do pięciu oznaczają również liczbę elektronów używanych przez dany pierwiastek do tworzenia wiązań. Nie jest to tania technologia z uwagi na ograniczoną dostępność surowców. Niemniej moduły wykonane z tych materiałów mogą przydać tam, gdzie kluczowa jest mała waga ogniwa i wysoka jego wydajność, np. w dronach lub satelitach. A jak wiemy, jednych i drugich produkuje się dzisiaj coraz więcej.
Czytaj też: Chiny wyciągają asa z rękawa. Ten typ ogniw słonecznych wkrótce zyska na popularności
Próżno szukać wielu zastosowań dla tych ogniw słonecznych. Amerykanie walczą o ich udoskonalenie
Eksperci z NREL widzą jednak szansę w szerszym zastosowaniu ogniw z galu czy arsenu pod warunkiem, że uda się stworzyć taki substrat do hodowania komórek, który można wykorzystywać wielokrotnie. Remedium na ten problem ma być metoda akustycznych odprysków (ang. acoustic spalling). Z grubsza polega ona na tym, że za pomocą fal dźwiękowych możemy poprawić powierzchnię ogniwa poprzez nałożenie na siebie dwóch „nierównych” warstw. W rezultacie moduł staje się niemal idealnie płaski.
Arsenkowy prototyp uzyskał wydajność rzędu aż 27 proc. Napięcie obwodu otwartego wyniosło 1,061 V, prądu zwarciowego – 29,9 mA/cm2, a współczynnik wypełnienia ogniwa – nienajgorzej, bo 84,9 proc. Okazało się ponadto, że jednostka testowa nie wykazała śladów nieliniowego bocznikowania, które w normalnych warunkach zmniejsza przepływ prądu i napięcie.
Czytaj też: Stworzyli nowy rodzaj ogniw słonecznych. Ten składnik ma zapewnić upragniony przełom
Prawdopodobnie próżno będzie nam czekać zawrotnej kariery ogniw słonecznych z arsenku galu, ale warto wspominać również o takich niszowych urządzeniach fotowoltaicznych, ponieważ są niemniej ważne. Nie w każdych warunkach sprawdzi się krzemowa czy perowskitowa technologia. W wyjątkowych przypadkach musimy sięgać po drogie i mało dostępne surowce (o ile nie dzieje się to w sposób rabunkowy i zachłanny).
