Międzynarodowa grupa naukowców opublikowała w połowie marca 2023 roku swoje odkrycie dotyczące nowego typu panelu fotowoltaicznego. Stworzone na bazie perowskitów urządzenie osiąga wysokie wyniki konwersji energii dzięki pobieraniu promieni słonecznych z obydwu stron. Koszty jego produkcji są również wyjątkowo niskie.

Nanorurki węglowe w służbie fotowoltaiki

Grupa badaczy odpowiedzialna za projekt składała się z członków brytyjskich uniwersytetów Surrey i Cambridge, chińskich w Xidian i Zhengzhou, a także Chińskiej Akademii Nauk i innych instytucji badawczych w Państwie Środka. Naukowcy opracowali nowy typ elastycznego panelu perowskitowego o powierzchni tak cienkiej, że da się przez niego patrzeć. Wygląd to jednak mniej istotny aspekt wynalazku. Znacznie bardziej fascynujący jest sposób działania tego wyjątkowego panelu fotowoltaicznego nowej generacji.

Urządzenie działa na zasadzie warstwy nanorurek węglowych, z których wykonane są jego elektrody. Nanorurki są bardzo małe – ich średnica wynosi zaledwie 2,2 nanometra (1 nanometr to miliardowa część metra). Rozmiar ten pozwolił stworzyć wyjątkowo cienki moduł perowskitowy o wydajnym działaniu.

Stworzony przez naukowców z Wielkiej Brytanii i Chin panel PV jest bifacjalny. Oznacza to, że obydwie jego strony pokryte są elektrodami z nanorurek, co dodatkowo zwiększa powierzchnię, przez którą pochłaniana jest energia słoneczna. Oczywiście tego typu obustronna konstrukcja nie jest nowością, jednak zintegrowanie jej z nanorurkami węglowymi to skok technologiczny, który pozwala na osiągnięcie jeszcze wyższych wyników jeśli chodzi o wydajność.

Nawet 97% wydajności panelu PV. Wyjątkowe odkrycie badaczy

Oczywiście na tym etapie naukowcy stworzyli prototyp małych rozmiarów. Charakteryzuje się on mocą 36 mW/cm² co przekłada się na 360 W/m². Wynik robi wrażenie, bowiem aktualnym standardem na rynku jest wartość 200 W/m². Nie jest to jedyny aspekt, w którym nowe dzieło badaczy z Wielkiej Brytanii i Chin przewyższa produkty dostępne aktualnie w powszechnym użytku. Panele, z których zbudowane są farmy słoneczne czy mikroinstalacje, wykazują poziom konwersji energii na poziomie od 75% do 95%. Tymczasem perowskit wsparty nanorurkami węglowymi osiąga tu zadziwiający wynik 97%.

– Wyprodukowaliśmy najprawdopodobniej najbardziej wydajny jak do tej pory panel słoneczny o pojedynczym węźle. Wyprodukowanie go kosztuje 70% mniej niż w przypadku standardowych, jednostronnych paneli. To może znacząco zmienić rynek i uprościć wymagania architektoniczne dla perowskitowych paneli słonecznych – mówi Ravi Silva, dyrektor Instytutu Zaawansowanych Technologii na Uniwersytecie w Surrey.

Wyniki badań międzynarodowego zespołu zostały opublikowane na łamach czasopisma naukowego Nature.

– Czytaj także: Elastyczny panel perowskitowy z… drukarki. Nowe odkrycie Kanadyjczyków

Źródła: myelectricsparks.com, interestingengineering.com, nature.com

Fot. University of Surrey, Canva (enot-poloskun)

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.