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
Speciální levné solární články lze díky novému objevu začít hromadně vyrábět | 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>

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

Témata článku: Věda, Technologie, Výzkum, Solární energie, Fotovoltaika, Obnovitelné zdroje, Solární taška, Velké nasazení, Nízká cena, Nový objev, Hromadná výroba, Velký článek, Elektron, Současná doba, Drahý materiál, Velký náskok, Vědec, Článek, Elektrický proud, Červené kolečko, Mezinárodní tým, Vrchní vrstva, Efektivita, Rychlý vývoj, Vrstva


Určitě si přečtěte

Nová zbraň Microsoftu proti iPadu: Levný tablet Surface Go bude stát jen deset tisíc

Nová zbraň Microsoftu proti iPadu: Levný tablet Surface Go bude stát jen deset tisíc

** Microsoft představil nový tablet Surface Go ** Nový model zaujme nízkou cenou, ale schopnostmi zařízení Surface ** Microsoft nepoužil čip ARM, ale klasický procesor od Intelu 

Karel Javůrek | 116

Jak dopadl velký den Applu s náloží novinek: Sledujte, co letos připravil

Jak dopadl velký den Applu s náloží novinek: Sledujte, co letos připravil

** Apple večer představil novinky ** Ukáže nové operační systémy, ale čekala se i nová zařízení ** Začíná vývojářská konference Applu WWDC 2018

Karel Javůrek | 87

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

** Apple odhalil své plány na zcela nové mapy ** Několik let pracuje na nových mapách, které by měly předběhnout konkurenci ** Objeví se s příchodem iOS 12 pro vybrané státy

Karel Javůrek | 50

Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

** Čeští vědci pod vedením Tomáše Jungwirtha vyvíjí nový typ revolučního paměťového čipu ** Zatímco v současnosti elektronika pracuje s elektrony, v budoucnu to budou spiny elektronů ** Čipy budou moci být klidně i 1 000x rychlejší a úspornější

Karel Javůrek | 32

15 věcí, které umí Windows 10, ale možná o nich vůbec nevíte

15 věcí, které umí Windows 10, ale možná o nich vůbec nevíte

** Systém Windows 10 umí spoustu užitečných drobností ** O mnoha praktických funkcích pravděpodobně ani nevíte ** Poznejte užitečné tipy, které se vám mohou hodit každý den

Vladislav Kluska | 36

Nechcete platit za Total Commander? Těmito bezplatnými programy ho můžete nahradit

Nechcete platit za Total Commander? Těmito bezplatnými programy ho můžete nahradit

** Total Commander je na Windows takřka legendou ** Licence však stojí více než tisíc korun ** Našli jsme pro vás deset alternativ dostupných zdarma

Karel Kilián | 140

Google ADT-2: Miniaturní krabička s Android TV 8.0, kterou si nikdy nekoupíte

Google ADT-2: Miniaturní krabička s Android TV 8.0, kterou si nikdy nekoupíte

** Dlouho se nevědělo, co to přesně má být ** Pak se s krabičkou Google pochlubil na I/O ** Do „Chromecastu“ vtěsnal celý Android TV

Jakub Čížek | 24


Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test 18 bezdrátových sluchátek

Vše o přechodu na DVB-T2

Procesory AMD opět porážejí Intel

7 NVMe M.2 SSD v přímém souboji