Tradycyjne ogniwa fotowoltaiczne absorbują około 17-25% padającego na nie promieniowania słonecznego. Związane jest to z mechanizmem działania tych urządzeń: w zależności od wykorzystanych materiałów, wytworzony panel jest w stanie pochłaniać tylko niektóre spektra światła, które wszak składa się z całej ich gamy.

Reklama

W przypadku powszechnie wykorzystywanych ogniw polikrystalicznych jedynie część widzialna światła jest konwertowana na energię, natomiast reszta jest tracona lub zamieniana w ciepło, które najczęściej jest jedynie źródłem problemu, gdyż panel ogrzany do wysokiej temperatury traci na efektywności. Z tego powodu coraz częściej buduje się ogniwa wielowarstwowe, których poszczególne części są w stanie wychwycić różne spektra światła. Takie rozwiązania cechują się niedostępną dla zwykłych paneli efektywnością, rzędu nawet kilkudziesięciu procent.

Niedawno miało miejsce pobicie kilku rekordów związanych z wydajnością konwersji w tej kategorii ogniw. Naukowcy z podlegającego pod amerykański Departament Energii National Renewable Energy Laboratory we współpracy ze szwajcarską Politechniką Federalną w Lozannie i Swiss Center for Electronics and Microtechnology, wykonali wielowarstwowe panele krzemowe. Osiągnęły one nowe rekordy konwersji: 32.8% dla ogniwa dwuwarstwowego i 35.9% dla trójwarstwowego.

Dużym minusem okazał się koszt tak wysokiej wydajności, niewspółmierny do średniej ceny pozyskiwanej w podobny sposób energii. Przy założeniu, że wyprodukowane ogniwa będą w ciągu roku działały z efektywnością powyżej 30%, koszt każdego wata mocy oszacowano na 4,85 dolarów dla wersji dwuwarstwowej i aż 7,15 dolara przy zastosowaniu opcji trójwarstwowej; obecnie koszt takiej samej jednostki mocy przy zastosowaniu chińskich ogniw oscyluje w okolicach dolara. Z tego powodu komercyjne zastosowanie wymienionych rozwiązań jest opłacalne tylko w sytuacjach, gdy wyjątkowo zależy nam na wysokiej wydajności, np. w Kosmosie.

Technologia związana z ogniwami wieloczęściowymi w dalszym ciągu ma status eksperymentalnej, jednak rokowania są coraz pomyślniejsze. Pobicie wcześniejszego rekordu konwersji ogniw tego typu miało miejsce niemal półtora roku temu: w styczniu 2016 roku najlepszy dwuwarstwowy panel osiągnął efektywność rzędu 29,8%. Od tego czasu uzyskano wzrost wydajności tego urządzenia o prawie 10% jego całkowitej mocy.

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.