Solárne články s kvantovou účinnosťou až 190%

Výskumníci z Lehigh University vyvinuli ako dôkaz konceptu solárny článok, ktorý podľa tlačového vyhlásenia univerzity dosahuje kvantovú účinnosť viac ako 190 %. Kvantová účinnosť meria počet elektrónov vygenerovaných na jeden prichádzajúci fotón a líši sa od účinnosti konverzie, ktorá meria celkovú premenu energie zo slnečného svetla na elektrinu. 

Tím dosiahol túto vysokú kvantovú účinnosť použitím dvojrozmernej zlúčeniny selenidu germánia a sulfidu cínu a vložením zerovalentných atómov medi (Cu0) do nej. Tento materiál je prísľubom pre vysoko účinné solárne články novej generácie, ktoré by mohli prispieť k riešeniu globálnych energetických potrieb. Výskum je zatiaľ v počiatočnom štádiu a materiál bude potrebné vyvinúť do podoby plnohodnotného solárneho článku. Výskum bol uverejnený v časopise Science Advances.

Súčasný teoretický limit pre účinnosť solárnych článkov je známy ako Shockleyho-Queisserov limit, ktorý bol pôvodne stanovený na 30 % v základnej kremíkovej fotovoltickej technológii. Boli však vyvinuté zložitejšie solárne články, ktoré túto hranicu prekračujú. Napríklad výskumníci z Fraunhoferovho inštitútu pre systémy solárnej energie v Nemecku dosiahli účinnosť 47,6 % pri použití kombinácie rôznych materiálov.

Boli hlásené aj iné solárne články, ktoré presahujú stopercentnú účinnosť, ale tieto merania sa týkajú skôr kvantovej účinnosti ako účinnosti konverzie. Účinnosť solárnych článkov sa dá zvýšiť získavaním nielen slnečného svetla, ale aj tepla. Nový solárny článok vyvinutý tímom Lehigh University zachytáva energiu z odrazeného svetla, tepla a priameho slnečného svetla, čo vedie k jeho výnimočne vysokej kvantovej účinnosti.

Vonkajšia kvantová účinnosť (external quantum efficiency – EQE) bežného solárneho článku je zvyčajne 100 %, ale pokročilé materiály a konfigurácie preukázali schopnosť generovať a zbierať viac ako jeden elektrón z vysokoenergetických fotónov, čo vedie k EQE nad 100 %. 

Zdroj: cleantechnica.com.