Technologie | Věda | Solární energie

Speciální levné solární články lze díky novému objevu začít hromadně vyrábět

  • Vědci vymysleli novou technologii výroby pro speciální levné solární články
  • Díky tomu lze rozjet hromadnou výrobu
  • Solární články budou ještě levnější
Foto: <a href="https://www.flickr.com/photos/gigasolar/5621496168">solar giga</a>, <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/deed.cs">CC BY-NC-ND 2.0</a>
Speciální levné solární články lze díky novému objevu začít hromadně vyrábět | Foto: solar giga, CC BY-NC-ND 2.0

Mezinárodní tým vědců se pochlubil novým objevem v oblasti výroby perovskitových solárních článků, které se vyznačují nízkou cenou oproti křemíkovým článkům. Doposud ale nebyla možná jejich efektivní hromadná výroba, která je nutná pro větší nasazení.

V současné době jsou nejrozšířenější solární články postavené na křemíku, které rovněž dosahují nejvyšší efektivity. Současný laboratorní rekord je už přes 46 %, v reálném prodeji a hromadné výrobě jsou ale zatím modely s efektivitou mírně nad 22 %. I když má křemík velký náskok a popularitu, v oblasti samotné technologie solárních článků má několik nových konkurentů a jedním z nich jsou právě nadějně perovskitové články.

Rychlý vývoj

Pokud jde o technologický rozvoj perovskitových solárních článků, patří mezi nejrychlejší ze všech typů. Zatímco v roce 2009 dosahovala efektivita těchto článků pouze 3,8 %, v roce 2017 už to bylo 22,7 %. Rychlý vývoj lze vidět i na obrázku přehledu různých technologií solárních článků, kde jsou tyto články reprezentované červeným kolečkem se žlutou výplní.

Klepněte pro větší obrázek
Vývoj jednotlivých typů solárních článků

Krystalická struktura jako u perovskitu se vyznačuje tím, že dokáže zachycovat většinu vlnových délek viditelného světla, což umožňuje ve výsledku dosáhnout nižší ceny než u křemíkových článků, které jsou složené z mnoha vrstev a dražších materiálů.

Vylepšení pro hromadnou výrobu

Většina používaných solárních článků funguje na principu, že při dopadu světla na vrchní vrstvu dojde k excitaci elektronů ve vrstvě negativně nabitých materiálů a pohybem elektronů k pozitivně nabité vrstvě děr dojde ke vzniku elektrického proudu.

V případě perovskitových článků se využívá zachycování fotonů ve vrstvě s označením p-i-n (nebo n-i-p), která se nachází mezi pozitivní transportní vrstvou (HTL) a negativně nabitou elektronovou transportní vrstvou (ETL). Mezi těmito vrstvami dochází k relativně chaotickému přesunu elektronů (tvůrci to popisuje jako subatomární forma japonské hry Pachinko, což je takový extrémní pinball). Samotná perovskitová vrstva s krystalickou strukturou pak zajišťuje tento přenos.

Klepněte pro větší obrázek
Architektura perovskitového solárního článku

I když se perovskitové články komerčně vyrábí, jedná se pouze o menší výrobu. Jedním z problémů je totiž zajištění uniformní vrstvy ETL, která se nachází nad perovskitovou vrstvou. Je totiž důležité, aby docházelo k rovnoměrnému přenosu elektronů v rámci celého článku a tím pádem dosažení co nejvyšší efektivity.

Vědcům se nakonec podařilo problém vyřešit relativně jednoduše – samotnou elektronovou transportní vrstvu nanášejí postřikem, což zajistí rovnoměrné rozložení a navíc rychlou a jednoduchou výrobu. Díky tomu je rovněž možné vyrábět větší články a tím pádem i větší panely.

Tento způsob nanesení vrstvy ETL má také značný vliv na konverzní efektivitu (PCE). Oproti jiným metodám se efektivita zvýšila o 30 % na 17 %.

Nejdůležitější je cena a škálovatelnost

Do budoucna křemíkové solární články možná dostanou silnou konkurenci, která nejspíše nebude tak efektivní, ale přinese nižší cenu, respektive lepší poměr ceny a výkonu. To by mohlo být ideální například na řešení typu solárních tašek, kdy se solárními články pokryje celá střecha domu a podobně.

Naopak tam, kde je málo prostoru, se použijí efektivnější a dražší solární články. I když je spoustu technologií možné vyrábět v laboratoři nebo v menších výrobních linkách, pro skutečný rozmach je nutná efektivní hromadná výroba. A vědci u tohoto vylepšení slibují, že řešení je snadno škálovatelné.

Diskuze (13) Další článek: Zapomeňte na širokoúhlé video. Sociální sítě stále více tlačí to vertikální z mobilu

Témata článku: Technologie, Věda, Výzkum, Obnovitelné zdroje, Solární energie, Fotovoltaika, Viditelné světlo, Velké nasazení, Vlnová délka, Vrchní vrstva, Velký panel, Elektron, SPEC, Elektrický proud, Článek, Rychlý vývoj, Červené kolečko, Současná doba, Solární článek, Nový objev, Vědec, Skutečný rozmach, Solární taška, PCE, Velký náskok


Určitě si přečtěte

10 mýtů a polopravd o bateriích, kterým možná ještě věříte

10 mýtů a polopravd o bateriích, kterým možná ještě věříte

** Kolem baterií a akumulátorů koluje řada mýtů, nepravd a polopravd ** Dnes vám devět z nich zkusíme vyvrátit na základě faktů ** Většina z nich totiž neplatí pro moderní lithiové baterie

Karel Kilián, David Polesný | 102

České Rajče je stále plné dětských nahotin. Student pomocí A.I. analyzoval miliony fotek

České Rajče je stále plné dětských nahotin. Student pomocí A.I. analyzoval miliony fotek

** Rajče.net má odjakživa problémy s choulostivými fotkami dětí ** Student zlínské univerzity analyzoval jeho katalog ** Neuronová síť doposud prozkoumala 6 milionů snímků

Jakub Čížek, Filip Šedivý | 73

Dnes nastal konec Windows 7. Ale nepropadejte panice, počítač vám nastartuje i zítra

Dnes nastal konec Windows 7. Ale nepropadejte panice, počítač vám nastartuje i zítra

** Dnes končí podpora Windows 7 a systém formálně umírá ** Co to ale znamená v praxi a bude mi PC fungovat i zítra? ** A mohu i v lednu 2020 zdarma přejít na Windows 10?

Jakub Čížek | 119

Pojďme programovat elektroniku: Rádiový čip, který má skoro každá bezdrátová myš

Pojďme programovat elektroniku: Rádiový čip, který má skoro každá bezdrátová myš

** Bezdrátové myši řídí čip od Nordic Semiconductors ** Jeho rádiové vysílače si před lety oblíbila i komunita kutilů ** Dnes si je vyzkoušíme v praxi

Jakub Čížek | 9

13 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

13 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

** Mapy.cz neslouží jen k zobrazení podkladů a plánování tras ** Nabízejí celou řadu dalších praktických funkcí a možností ** Vybrali jsme třináct tipů a triků, o kterých možná nevíte

Karel Kilián | 36

Chyba roku 2038 způsobí problémy, počítače dnes totiž stárnou příliš pomalu

Chyba roku 2038 způsobí problémy, počítače dnes totiž stárnou příliš pomalu

** Loni ajťáky vystrašilo přetečení GPS čítače týdnů ** Nemělo se stát vůbec nic, ale svět opět nebyl připravený ** Za 18 let nás ale čeká ještě něco mnohem většího

Jakub Čížek | 61