Nowy materiał dla przemysłu PV

Nowy materiał dla przemysłu PV

Już wkrótce sprawność ogniw słonecznych może znacznie wzrosnąć dzięki zastosowaniu nowej technologii opracowanej przez naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Pozwala ona klasycznym ogniwom krzemowym na przechwytywanie większej ilości światła, zmniejszając przy tym koszt produkcji ogniwa o połowę.

Innowacyjność rozwiązania polega na zastosowaniu specjalnego materiału, tzw. kryształu fotonicznego, który do tej pory był używany głównie w komunikacji światłowodowej. Teraz dzięki nowym metodom wytwarzania, takim jak litografia i hodowla kryształów o odpowiednich kształtach, możliwe jest wykorzystanie kryształów fotonicznych w większych aplikacjach, takich jak np. ogniwa fotowoltaiczne.

Kryształy fotoniczne pozwalają na wykorzystanie większej ilości fotonów przenikających przez ogniwo fotowoltaiczne dzięki absorbowaniu większego spektrum długości fali światła niż ma to miejsce w przypadku ogniw wykonanych tylko z krzemu. Naukowcy udowodnili, że umieszczenie na tylniej ściance ogniwa warstwy kryształów fotonicznych o specjalnie zaprojektowanym wzorze w postaci szklanych kulek mikroskopijnej wielkości pozwala na odbicie fotonów z powrotem do warstwy krzemu, gdzie następuje konwersja na energię elektryczną.

W klasycznym ogniwie fotowoltaicznym tylna ścianka wykonana jest z aluminium, które odbija mniej światła niż kryształ fotoniczny. Dodatkową zaletą kryształu jest fakt, że załamuje on światło pod małym kątem, dzięki czemu zmniejsza się prawdopodobieństwo wydostania się promieni z ogniwa, a zwiększa trafienia z powrotem do warstwy krzemu.

W wyniku tych innowacji konstrukcyjnych sprawność ogniwa słonecznego może wzrosnąć nawet do 37%. Oprócz wzrostu sprawności urządzenia spadają koszty materiału, ponieważ znacznie zmniejsza się ilość krzemu potrzebna do budowy ogniwa bez obawy o spadek wydajności.

(au)