Vedci z Univerzity Nového Južného Walesu (UNSW) v Sydney predstavili revolučný experimentálny proces, ktorý môže dramaticky zlepšiť efektivitu solárnej energie. Pomocou metódy označovanej ako „štiepenie singletov“ je možné z jedného fotónu, čiže častice svetla, vytvoriť dve samostatné elektrické náboje. Tento objav by mohol posunúť účinnosť solárnych panelov na doposiaľ nevídaných 45 %.
Limity kremíka a hľadanie riešení
Tradičná fotovoltická technológia založená na kremíkových článkoch narazila na svoje fyzikálne obmedzenia. Súčasné komerčné solárne panely dokážu previesť približne 27 % dopadajúceho svetla na elektrickú energiu, pričom teoretické maximum pre kremík je 29,4 %. Najväčšou slabinou kremíka je neschopnosť efektívne spracovať vysokoenergetické fotóny, aké sa nachádzajú v modrej časti spektra. Namiesto výroby elektriny sa táto energia premení na odpadové teplo, čo predstavuje významnú stratu potenciálu.
Nový prístup z UNSW má ambíciu túto bariéru prekonať. Proces zachytáva stratenú energiu a premieňa ju na druhú dávku elektrického prúdu. Na rozdiel od predchádzajúcich experimentov sa podarilo vyriešiť problém stability použitých materiálov. Tím pod vedením profesora Tima Schmidta vyvinul zlúčeninu DPND (dipyrrolonaphthyridinedione), ktorá je stabilná aj v bežných podmienkach. Tento organický materiál, odvodený z priemyselných pigmentov, si zachováva svoje vlastnosti aj pri vystavení vlhkosti a vzduchu.
Jednoduchá integrácia a podporované testy
Hlavnou výhodou novej technológie je jej nenáročná implementácia. Pigment DPND sa nanáša ako ultratenká vrstva na existujúce kremíkové panely, čím sa výrazne zvyšuje ich schopnosť efektívne transformovať svetelnú energiu. Tento jednoduchý „náter“ tak môže zlepšiť výkon solárnych panelov bez potreby zásadných zmien v ich konštrukcii.
Počiatočné testy potvrdili, že táto technológia výrazne zvyšuje množstvo elektrickej energie generovanej solárnymi článkami. Inovácia získala pozornosť aj Austrálskej agentúry pre obnoviteľné zdroje (ARENA), ktorá ju zaradila do svojho ambiciózneho programu zameraného na vývoj lacnej solárnej energie. Cieľom programu je do roku 2030 znížiť cenu solárnej energie pod 30 centov za watt a zvýšiť účinnosť na viac ako 30 %.
Aj napriek optimizmu a veľkému potenciálu odborníci zostávajú obozretní. Masové nasadenie tejto technológie si podľa vedcov z UNSW vyžiada približne päť rokov, aby bol proces dostatočne preskúmaný a pripravený na komerčné využitie. Napriek tomu ide o významný krok smerom k čistejšej a efektívnejšej budúcnosti solárnej energie.
