Naukowcy z Uniwersytetu Tohoku w Japonii skonstruowali przezroczyste ogniwo słoneczne. Transparentność ogniwa wynosi blisko 80 proc. i być może już niedługo znajdzie zastosowanie na szeroką skalę.
„Przezroczyste ogniwa słoneczne (TSC) przyciągnęły ostatnio znaczną uwagę, ponieważ mogą pokonać ograniczenia tradycyjnych nieprzezroczystych ogniw słonecznych" - wyjaśniają naukowcy z Tohoku w pracy opisującej badania, opublikowanej w „Nature Scientific Reports” (DOI: 10.1038/s41598-022-15352-x).
W ostatnim czasie pojawiło się kilka plotek na temat zbliżającego się przełomu w dziedzinie fuzji jądrowej, ale prawda jest taka, że czeka nas jeszcze długa droga, zanim ta forma pozyskiwania energii będzie bardziej wydajna. Zanim to się stanie warto spojrzeć w stronę Słońca. Znajdująca się w centrum naszego Układu Słonecznego gigantyczna kula płonącego gazu wysyła w naszą stronę 173 000 terawatów energii.
To ponad 10 000 razy więcej niż wynosi całkowite zużycie energii na świecie. Nic więc dziwnego, że naukowcy i konstruktorzy spędzają tyle czasu próbując ją wykorzystać. Istnieje jednak wiele czynników ograniczających: panele słoneczne są zazwyczaj duże, nieprzejrzyste i często nieestetyczne.
Teraz, zespół z Uniwersytetu Tohoku opracował „prawie niewidoczne” ogniwo słoneczne, nazwane NISC. Przepuszcza ono blisko 80 proc. światła. Teoretycznie można je umieścić wszędzie, od okien w domu po ekran w smartfonie - a nawet na skórze.
„Z powodzeniem stworzyliśmy NISC używając ITO (tlenek indowo-cynowy, jeden z najczęściej stosowanych przezroczystych tlenków przewodzących) i jednowarstwowego dwusiarczku wolframu [...] jako przezroczystych elektrod, i warstwy fotoaktywnej” - czytamy w pracy naukowców.
Używając tych materiałów zespół wykonał ogniwo słoneczne, które bije inne przezroczyste ogniwa o kilka rzędów wielkości.
Sposób, w jaki uformowaliśmy ogniwo słoneczne, zaowocował wydajnością konwersji mocy ponad 1000 razy większą niż w przypadku urządzenia wykorzystującego zwykłą elektrodę ITO - wyjaśnił prof. Toshiaki Kato z Tohoku University's Graduate School of Engineering i współautor pracy.
Teraz naukowcy pracują nad zwiększeniem konwersji mocy i zastosowaniem swojego ogniwa w panelach słonecznych. Nie jest to takie proste, bo nie wystarczy po prostu zwiększyć rozmiar ogniwa. Należy dokładnie wyliczyć, jaki kształt i rozmiar przyniesie odpowiednią wydajność.
„Odkrycia mogą przyczynić się do rozwoju NISC opartych na TMD i ich produkcji na skalę przemysłową” – podsumowują autorzy badań.
Źródło: IFLScience, fot. Toshiaki Kato/ Scientific Reports
