Termofotowoltaika może generować prąd bez przerwy. To prawdziwa rewolucja
Fotowoltaika przeżyła w ostatnich latach prawdziwy renesans. Dużo polskich domów zainstalowało na dachach ogniwa fotowoltaiczne, dzięki którym mogą pobierać czystą energię ze Słońca. Jednak obecna technologia nie pozwala na przekształcenie w energię wszystkich promieni, które docierają do paneli. Opracowywana właśnie termofotowoltaika może to się niedługo zmienić, zapewniając nielimitowaną energię.
Fotowoltaika na nowo, czyli ogniwa termofotowoltaiczne
Nowe odkrycie dotyczy jeszcze eksperymentalnej technologii termofotowoltaiki. To niejako pochodna zwykłej fotowoltaiki, która nie produkuje energii z samych promieni słonecznych, a za ich pomocą produkuje energię cieplną i ją przekształca w energię do użytku. Jest to efektywniejsze niż zwykła fotowoltaika, która z fotonów zebranych w promieniach słonecznych generuje ok. 20% energii użytkowej. Ogniwa termofotowolaticzne mogą dawać, aż 40% według badań z tego roku.
Termofotowoltaika stosowana jest w niektórych elektrowniach. Opracowanie jej na użytek domowy spotyka się z wieloma problemami. Jednym z nich jest ograniczenie wydajności ogniw. Obecnie osiągają maksymalnie 85,4% wydajności. Powoduje to, że do wykorzystania w domu termofotowoltaika zwyczajnie się nie opłaca. To jednak może się niedługo zmienić dzięki pracy profesora Bo Zhao i doktoranta Siny Jafari Ghalekohneha.
Zmiany konstrukcji ogniw przyniosą rewolucję w fotowoltaice
Naukowcy dostrzegli, że do odblokowania granicy w ogniwach wystarczyłaby niewielka modyfikacja ich konstrukcji. Mowa tu o zmianach w warstwie pośredniej. Jest to warstwa, która ma pobudzać zebrane fotony z promieni słonecznych, aby dawały więcej energii. Naukowcy zauważyli, że taka warstwa oddaje z powrotem część fotonów, które przekazują promienie. Przez to energia jest niejako odrzucana przez ogniwa.
Pokazujemy, że sprawcą deficytu wydajności jest nieunikniona emisja wsteczna fotonów z powrotem w kierunku słońca, jest warstwa pośrednia ogniwa
Według badaczy, aby poprawić wydajność nowych ogniw, wystarczy tylko pokryć warstwę pośrednią specjalną warstwą materiału, który izolowałby uciekającą energię, zachowując ją w ogniwach. Dzięki temu nowe ogniwa mogłyby osiągnąć nawet teoretyczny limit produkowanej energii, na jaki pozwalają im prawa termodynamiki.
Przyszłość to termofotowoltaika, a nie fotowoltaika
Naukowcy pracujący nad odkryciem twierdzą, że może ono przynieść wielkie zmiany w technologii ogniw słonecznych. Jeżeli stworzonoby faktyczny system, zwiększający limit wydajności ogniw termofotowoltaiki, stanęlibyśmy przed możliwością uzyskania źródła w pełni czystej energii działającego 24 godziny na dobę. Technologia ta pozwala bowiem na znacznie lepsze zachowanie energii elektrycznej z promieni słonecznych, przy wydajniejszej produkcji.
Nasza praca podkreśla duży potencjał elementów termofotonicznych w zastosowaniu domowym
Postępy badań nad termofotowoltaiką zapowiadają wielką zmianę w technologii ogniw słonecznych. Możliwe, że w najbliższym czasie powstanie system paneli termofotowoltaicznych, możliwy do użytku w gospodarstwach domowych. Wtedy ponownie może przyjść wielka rewolucja, która jak kiedyś dotyczyła fotowoltaiki, teraz przyprowadzi ze sobą lepszą termofotowoltaikę.
