Austrálski vedci z Univerzity Nového Južného Walesu (UNSW) v Sydney oznámili novinku, ktorá by mohla priniesť revolúciu do oblasti solárnej energie. Ich experimentálny proces, založený na princípe štiepenia singletov, by umožnil oveľa efektívnejšie využívať svetelnú energiu, čím by teoretická účinnosť solárnych panelov mohla dosiahnuť až 45 %. Ak by sa tento prelomový objav podarilo implementovať do praxe, solárne panely by mohli posunúť hranice súčasných technologických možností.
Nová metóda rieši kľúčové nedostatky kremíkových panelov
Súčasná technológia fotovoltiky stojí pred problémom fyzikálneho stropu kremíka, ktorého maximálna účinnosť dosahuje 29,4 %. Komerčne dostupné panely v priemere konvertujú len 27 % slnečného svetla na elektrinu. Hlavným problémom je skutočnosť, že kremíkové články nedokážu zužitkovať vysokoenergetické fotóny zo spektra modrého svetla. Táto energia sa vo forme odpadového tepla účinne stráca.
Nový prístup vedcov UNSW zahŕňa premenenie jednej častice svetla na dva samostatné elektrické náboje, čím sa maximalizuje využiteľná energia. Ide o prelomový spôsob, ako zachytiť stratenú energiu a premeniť ju na dodatočnú elektrickú energiu, čo by mohlo prekonať fyzické obmedzenia doterajších kremíkových technológií.
Vysoko stabilný pigment ako inovácia
Výskumný tím vedený profesorom Timom Schmidtom objavil, že stabilitu a efektivitu do procesu štiepenia singletov môže priniesť zlúčenina DPND (dipyrrolonaphthyridinedione). Tento organický materiál, odvodený od priemyselných pigmentov, odoláva vlhkosti a vzduchu, čím prekonáva problémy s degradačnou nestabilitou predchádzajúcich materiálov, ako napríklad tetracénu.
DPND je možné aplikovať ako ultratenkú vrstvu na existujúce kremíkové panely, čím by vzniklo riešenie, ktoré nepotrebuje nákladné úpravy celej konštrukcie. Prvé testy už potvrdili, že proces skutočne dodáva panelom ďalší elektrický prúd, čím potencionálne zvyšuje ich účinnosť. Austrálska agentúra pre obnoviteľné zdroje (ARENA) označila tento objav za jeden z kľúčových projektov pre dosiahnutie lacnej a ultraefektívnej solárnej energie. Jej cieľom je do roku 2030 znížiť náklady na výrobu solárnej elektriny na menej ako 30 centov za watt a zvýšiť priemernú účinnosť panelov nad 30 %.
Výzvy a realistické očakávania
Aktuálne výsledky naznačujú sľubný potenciál, no cesta k masovej komercializácii bude vyžadovať čas. Hoci vedecká komunita verí v rýchly pokrok, výskumný tím predpokladá, že prvé komerčné aplikácie by sa mohli objaviť až v horizonte piatich rokov. Napriek tomu ide o krok, ktorý môže navždy zmeniť pohľad na využívanie obnoviteľných zdrojov energie a posúnuť solárnu energetiku na novú úroveň.
