Švedski znanstvenici poboljšali učinkovitost solarnih ćelija za 25%

Tankim premazom solarnih panela iskorištava se i infracrvena svjetlost

Tim znanstvenika švedskog Kraljevskog tehnološkog instituta KTH ostvario je poboljšanje učinkovitosti solarnih ćelija za 10 % bez usavršavanja tehnologije, a s još malo rada na tehnologiji predviđa se mogući porast učinkovitosti za 20 do 25 %.

Unatoč cjelodnevnoj izloženosti sunčevoj svjetlosti, solarni paneli ipak ne iskorištavaju svu svjetlost koja na njih pada. Općenito, za proizvodnju energije solarne ćelije iskorištavaju samo vidljivi dio elektromagnetskog spektra, dok drugi dijelovi spektra, poput infracrvene svjetlosti, ostaju neiskorišteni. Mnogo je truda uloženo kako bi se otkrio način za iskorištavanje ostatka spektra, a tomu je doprinio švedski Kraljevski tehnološki institut (KTH) čiji su znanstvenici razvili novu vrstu premaza za koji navode da se može nanijeti na solarne ćelije kako bi se poboljšala njihova učinkovitost za do 25 %.

Jedan od načina na koji su znanstvenici pokušali poboljšati učinkovitost solarnih panela je njihovim punjenjem posebnom vrstom nanočestica. Dodajući ove male čestice bojama koje sadrže metalne ione poput lantanoida (lantanida) omogućeno je iskorištavanje drugih tipova svjetlosti (poput infracrvene) i njihovo pretvaranje u energiju.

Takva vrsta nanočestica poznata je pod engleskim nazivom upconverting nanoparticles (UCNPs) i osnova je otkrića donesenog od strane Kraljevskog tehnološkog instituta KTH. Tim navodi kako je moguće dodatno poboljšanje ove tehnologije budući da UCNP-ovi imaju prag pobude koji je „znatno viši“ od onog koji im infracrvena svjetlost može ponuditi te zbog toga i dalje velik dio energije ostaje neiskorišten.

Rješenje tima bilo je razvijanje polimera koji je sačinjen od nanokristala pomiješanih sa serijama mikroobjektiva koji određuju način na koji svjetlost pada te se tako pojačava djelotvornost UCNP-ova.

„Mogućnost mikroobjektiva da koncentriraju svjetlost omogućuje nanočesticama pretvorbu slabog zračenja infracrvene svjetlosti u vidljivu svjetlost koja se iskorištava u solarnim ćelijama“, navodi Hans Ågren, profesor teorijske kemije i vođa istraživačkog tima.

Premaz se nanosi u obliku tankog filma na običnu solarnu ćeliju te se tako dobiva efekt prostornog moduliranja infracrvene svjetlosti, koncentrirajući je u pravom smjeru kako bi se znatno poboljšala učinkovitost pretvorbe energije.

„Ostvarili smo poboljšanje učinkovitosti za 10 % bez usavršavanja tehnologije“, tvrdi Ågren. „S još malo rada na tehnologiji predviđamo kako bi se mogao ostvariti porast učinkovitosti za 20 do 25 %.“

Švedski tim znanstvenika je u međuvremenu patentirao tehnologiju i objavio istraživanje u zborniku Nanoscale.

Žarko Šaravanja / Ekovjesnik

 

 

VEZANE VIJESTI

Obojene nanočestice povećavaju iskorištenje solarnih ćelija

Istraživači iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkely razvili su način koji će omogućiti solarnim ćelijama veće iskorištenje svjetlosnog spektra. Nanočestice premazane organskim bojama u mogućnosti su pretvoriti svjetlost valnih duljina bliskih infracrvenoj svjetlosti u vidljivu svjetlost i time omogućiti solarnim ćelijama crpljenje veće količine energije nego što su dosad bile u mogućnosti iskoristiti.

Solarni paneli obvezni na kalifornijskim krovovima od 2020.

Kalifornija je od ovog tjedna postala prva američka savezna država koja od vlasnika novih kuća zahtijeva ugradnju solarnih panela, što je u skladu s ambicioznim planom potpunog napuštanja fosilnih goriva u roku od dvadeset godina.

PRIJAVITE SE NA NEWSLETTER