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, Fotovoltaika, Solární energie, PCE, SPEC, Rovnoměrné rozložení, Solární článek, Solární taška, Reálný prodej, Rychlý vývoj, Lev, Silná konkurence, Článek, Technologický rozvoj, Nová technologie, Drahý materiál, Červené kolečko, Vrstva, ETL, Elektrický proud, Efektivita, Výroba


Určitě si přečtěte

Epic chce rozbít monopol Play Storu a App Storu. Nastražil trik s hrou Fortnite a žaluje Google i Apple

Epic chce rozbít monopol Play Storu a App Storu. Nastražil trik s hrou Fortnite a žaluje Google i Apple

** Apple a Google odstranili z obchodů s aplikacemi hru Fortnite ** Její vývojáři nejprve přichystali parodické video ** V žalobách viní obě firmy z monopolního chování

Karel Kilián | 135

Není jen Flightradar: Našli jsme další aplikace pro sledování letadel, některé ukážou i víc

Není jen Flightradar: Našli jsme další aplikace pro sledování letadel, některé ukážou i víc

** 8 služeb pro sledování leteckého provozu ** Nejznámější je Flightradar24, ale alternativy leckdy prozradí více ** Letadla i v této pohnuté době čile létají a je co pozorovat

Karel Kilián | 14

Zahodil jsem Windows, přešel na Linux a nezbláznil se z toho

Zahodil jsem Windows, přešel na Linux a nezbláznil se z toho

** Měsíc jsem se nedotkl Windows a byl závislý jen na Linuxu ** Jaká byla pozitiva a negativa přechodu? ** Se kterými aplikacemi jsem (ne)zápasil a které bych doporučil?

Lukáš Václavík | 244

Nvidia představila grafické karty GeForce RTX 3090, RTX 3080 a RTX 3070. Známe české ceny

Nvidia představila grafické karty GeForce RTX 3090, RTX 3080 a RTX 3070. Známe české ceny

** Nvidia uvedla nové desktopové grafické karty GeForce RTX 3000 ** Jedná se o modely GeForce RTX 3070, 3080 a 3090 ** K výrobě se používá 8nm technologii od Samsungu

Karel Javůrek | 67