Jak się okazało, zastosowane podejście było strzałem w dziesiątkę. Doprowadziło do powstania wydajnego układu odpowiedzialnego za gromadzenie światła słonecznego. Element ten zapewnia sprawne zarządzanie dostępną energią, co jest oczywiście bardzo mile widziane z perspektywy ludzkości.
Czytaj też: Nazywają to świętym Graalem fotowoltaiki. Krzem odejdzie w zapomnienie
Udział energii produkowanej z wykorzystaniem paneli słonecznych wciąż rośnie, a postępy takie jak dokonany za naszą zachodnią granicą są w tym kontekście na wagę złota. Publikacja poświęcona dokonaniom członków zespołu badawczego jest dostępna na łamach Chem. Jej autorzy wyjaśniają, iż wprowadzone zmiany przełożyły się na wzrost wskaźnika użycia padającego światła do 38%.
Zazwyczaj postępy fotowoltaiczne odnoszą się do zmian obejmujących materiały stosowane w samych ogniwach. Niemcy postanowili podejść do tematu w inny sposób: skupili się na układzie odpowiedzialnym za gromadzenie światła. Te dotychczas stosowane wykazują relatywnie niską wydajność, dlatego pole do poprawy jest spore. I świetnie skorzystali z tego autorzy nowych badań.
Wzrost wydajności ogniw słonecznych był możliwy dzięki wdrożeniu rozwiązań obserwowanych w naturze, na przykład w roślinach i bakteriach
Podstawowym problemem wynikającym z niskiej sprawności w pochłanianiu światła przez ogniwa była konieczność stosowania grubych warstw krzemu. W konsekwencji powstałe panele były cięższe i droższe, niż mogłyby być. Szukając inspiracji, inżynierowie zwrócili uwagę na świat natury. Wiadomo, że organizmy pokroju roślin i bakterii posiadają ewolucyjne rozwiązania pozwalające na zwiększenie wydajności fotosyntezy.
Tak właśnie pojawiło się podejście oparte na użyciu organicznych barwników do zwiększenia możliwości z zakresu absorpcji światła w szerokim zakresie widma. Odpowiada za to antena przechwytująca światło i zawierająca cztery różne barwniki merocyjaninowe. Ułożone jeden na drugim, owe barwniki warunkują niezwykle szybki i wydajny transport energii. Układ URPB (ultraviolet, red, purple, blue) sprawdza się w swojej roli wyjątkowo dobrze.
Czytaj też: Energia geotermalna coraz łatwiej dostępna. Tym źródłem odnawialnej energii musimy się zainteresować
W toku testów, które miały pozwolić na dokładne określenie wydajności tej technologii, niemieccy naukowcy wykonali pomiary poświęcone tzw. kwantowej fluorescencji. Wskaźnik ten oznacza ilość energii emitowanej przez układ w postaci fluorescencji. Ostateczny wynik? 38%, co oznacza, że tyle właśnie światła padającego na nowy układ było wykorzystywane do generowania fluorescencji.
O istotnej roli autorów w tym sukcesie najlepiej świadczy fakt, że z osobna barwniki wypadały zdecydowanie gorzej. Dość powiedzieć, iż rezultaty w pojedynkę nie przekraczały 3%. Przy odpowiedniej konfiguracji poprawa była natomiast skokowa. Tak jak się to dzieje w naturze, tak i tutaj mówimy o układzie mogącym absorbować dużo energii świetlnej w relatywnie cienkiej warstwie.