Jednoduché vzory na solárnych paneloch dokážu zlepšiť absorpciu svetla až o 125 %

Solárne panely predstavujú ekologický spôsob výroby elektrickej energie. Dôležitá je však ich účinnosť. Preto určite zaujme, že nová technológia tvarovania panelov dokáže zachytiť až dvojnásobné množstvo svetla zachyteného bežnými solárnymi panelmi. 

V novej štúdii uverejnenej v časopise Optica tím vedcov zo Spojeného Kráľovstva, Portugalska a Brazílie zistil, že leptanie vzoru mriežkových čiar v šachovnicovom prevedení na solárnych článkoch môže zvýšiť prúd generovaný kryštalickým kremíkom až o 125 percent.

„Našli sme jednoduchý trik na zvýšenie absorpcie tenkých solárnych článkov,“ vysvetľuje vedec v oblasti fotovoltaiky Christian Schuster z univerzity v Yorku.

Doterajšie pokusy s minimálnym efektom

Doteraz porovnateľné pokusy s použitím jednoduchých vzorov prinieslo iba minimálne zvýšenie absorpcie slnečného žiarenia, uviedol tím. To ich viedlo k teoreticky zložitejším zmenám v štruktúre, uvádza portál Science Alert.

Schuster a jeho tím tvrdia, že aj jednoduché vylepšenia existujúcej technológie solárnych článkov by mohli výrazne zvýšiť našu schopnosť čerpať energiu zo slnka.

Namiesto hľadania nových štruktúr návrhov sa vedci zamerali na identifikáciu toho, čo by teoreticky umožnilo optimalizovať vzor pre rozptyl a difrakciu slnenčného žiairenia.

Iba 1 mikrometer

Ich cieľom bolo dosiahnuť, aby solárny článok absorboval viac energie tým, že zachytí viac slnečného žiarenia a zároveň ho bude menej odrážať.

Modelovanie im naznačilo, že mriežkované čiary usporiadané do jednoduchej periodickej, kvázi náhodnej štruktúry, optimalizujú výkon fotonickej domény, čo je oblasť vo fotonickej štruktúre, v ktorej je periodicky usporiadaný základný difrakčný prvok jednorozmerným spôsobom.

V experimente tím simuloval výkon fotonickej domény so šachovnicovým vzorom vyrobenej z kryštalickej kremíkovej dosky hrubej iba jeden mikrometer a porovnal ju s inými druhmi solárnych článkov.

Až 10-násobne viac panelov

Výsledky naznačili, že šachovnica s náhodnými rotáciami opakujúcich sa jednotiek generuje viac prúdu, ako ktorýkoľvek iný článok, avšak vedci pripúšťajú, že ich modelované výsledky by v reálnom svete mohli priniesť o čosi menej pôsobivé výsledky.

Veľkou výhodou je, že takýto solárny panel je veľmi tenký, čo by znížilo náklady na výrobu a materiál. „V zásade by sme mohli vyrábať 10-krát viac solárnych panelov s rovnakým množstvom materiálu,“ tvrdí Schuster.

Pozri aj:

25 rokov trvajúca štúdia jadrovej a obnoviteľnej energie ukazuje, ktorý spôsob je lepší pri znižovaní…