Badacze z brytyjskiego Uniwersytetu w Surrey wespół z kolegami po fachu z Uniwersytetu w Cambridge, Chińskiej Akademii Nauk, Uniwersytetu Xidian i Uniwersytetu Zhengzhou w Chinach opracowali nowatorski rodzaj dwustronnego (inaczej bifacjalnego) panelu słonecznego, który wyposażony jest w elektrody z nanorurek węglowych – o wynalazku możemy więcej dowiedzieć się z artykułu naukowego w Nature Communications.
Technologia, z którą mamy tutaj do czynienia, jest ściśle powiązana z materiałami o strukturze perowskitu. Niejednokrotnie słyszeliśmy o tych związkach. Tak naprawdę z perowskitów możemy tworzyć olbrzymią ilość różnych konstrukcji fotoelektrycznych. Badacze z Surrey działali nad elastycznym rodzajem ogniwa, które może łączyć w sobie relatywnie wysoką wydajność działania i niskie koszty produkcji.
Ogniwa słoneczne z nanorurkami węglowymi. Są tanie i mocne
Wykonali oni dwustronne ogniwa perowskitowe, w których elektrody są zbudowane z miniaturowych nanorurek węglowych. Mają one średnicę jedynie 2,2 nanometra i są cieńsze nawet od jednej nitki ludzkiego DNA! Karta papieru składa się z 45 tys. takich nanorurek ułożonych jedna na drugiej.
Nowo opracowane ogniwa słoneczne mają jeszcze jedną zaletę. Jak sama nazwa wskazuje, są dwustronne, co gwarantuje większą absorpcję promieni słonecznych. Dr Jing Zhang, jeden z autorów badań cytowany w komunikacie prasowym Uniwersytetu w Surrey, tłumaczy, że ogniwa mogą pochłaniać światło zarówno z górnego, jak i dolnego panelu. Generuje to więcej energii, a jej ilość nie zależy tak bardzo od kąta nachylenia panelu.
Podczas testów urządzenia obliczono, że produkuje ono około 36 mW na centymetr kwadratowy oraz 73,75 W na jeden gram materiału fotoelektrycznego. Przedni panel jest nieco bardziej wydajny, ale tylny dużo od niego nie odstaje pod tym względem (wytwarzał 97 proc. mocy, jaką generował przedni moduł). Do tej pory większość paneli bifacjalnych charakteryzowała znacznie słabiej działającym tylnym panelem.
Poza powyższymi parametrami naukowcy chwalą się również faktem, że sam proces produkcji ogniw z nanorurkami węglowymi jest o 70 proc. tańszy od wytwarzania standardowych krzemowych paneli słonecznych. Jest to bardzo dobra wiadomość, ale zapewne koszty zostaną ponownie zrewidowane, gdyby doszło do komercyjnej produkcji tych niezwykłych perowskitów. Miejmy nadzieję, że do tego czasu wydajność tych urządzeń nie zmaleje, a cena ich wytwarzania nie wzrośnie.