Student World

Nejpoužívanější články na bázi křemíku přemění dopadající záření na elektrický proud asi ze 30 %, i to však pouze za ideálních podmínek. Zbytek se změní v odpadní teplo, které článek přehřívá. S teplotou energetická účinnost dále výrazně klesá (asi o 0,5 % na 1 C) a při teplotách kolem 55 C se navíc výrazně zkracuje i životnost článku. Faktická účinnost běžných křemíkových článků se tak pohybuje kolem 15 %. Aktivní chlazení kapalinou či plynem by se ovšem v tomto případě už vůbec nevyplatilo.

Linxiao Zhu a Shanhui Fan ze Stanfordovy univerzity a jejich kolegové nyní přišli s tím, že automatické ochlazování solárních článků by mohlo zajistit obyčejné křemenné sklo. Článek se pokryje tenkou vrstvou skla a na ní se vytvoří mikroskopické útvary se speciálním povrchem, struktura kuželů a pyramid. Pro viditelné spektrum je vrstva sice průhledná, nicméně infračervené záření, jedna z příčin zahřívání článku, je od povrchu odráženo zpět (poznámka: trochu to připomíná metamateriály). Zvolené útvary mají rozměry v řádu mikrometrů. Úpravou geometrie lze prý zařídit, aby povrch požadovaným způsobem odrážel či lámal i jinou část spektra.

Část spektra rovnou „zahodit“ působí neekonomicky, energie infračervených vlnových délek se v solárním článku při excitaci a uvolnění elektronů z atomů ale prý stejně příliš nevyužije – podobně jako ji téměř nevyužívají rostliny při fotosyntéze.

Výsledky byly publikovány v časopisu Optica.

Jak se upozorňuje v diskusi na Phys.org, takhle specifická geometrie je asi ale hodně citlivá na vnější poškození, stačí kapka vody, maličko prachu nebo poškrábání.
Druhou cestou je vyvinout články, které by naopak přeměňovaly na elektřinu infračervené vlnové délky. Ty by navíc nezávisely na tom, zda je zrovna jasno či zataženo, a mohly by tedy dodávat energii předvídatelnějším způsobem.

Viz např. starší oznámení: Nanoantény zvýší účinnost solárních článků do infračerveného spektra

Zdroj: Phys.org

autor Pavel Houser