Sončni paneli tako poceni kot barva?

Evropa se zaveda pomembnosti razvoja sončne energije. Vendar je glavna ovira za njeno širšo uporabo še vedno strošek izgradnje, inštalacije in vzdrževanja sončnih elektrarn. Preprosto povedano, večina ljudi si ne more privoščiti postavitve sončnih panelov na streho.

Na srečo se dogajajo tudi na tem področju premiki. Raziskovalci, kot je docent univerze Buffalo, Qiaoqiang Gan, razvijajo novo generacijo fotovoltaičnih celic, kjer so stroški izdelave manjši, energijski odjemi pa vse večji.

Eden izmed najbolj obetavnih projektov na katerem dela Gan, vključuje organske fotovoltaične materiale, ojačane s plazmonom. Čeprav te, v primerjavi s tradicionalnimi celicami, še ne dosegajo istih rezultatov v energijski pretvorbi, so organski materiali cenejši in, ker so v tekočem stanju jih lahko uporabljamo na različnih površinah.

Gan je svoje izsledke raziskovanj, fotovoltaičnih organskimi materialov ojačanih z plazmonom, objavil 7.5.2013 v reviji Advanced Materials. Soavtorji so še Filbert J. Bartoli, profesor električnega in računalniškega inženiringa univerze Lehigh in Zakya Kafafi iz National Science Foundation.

Trenutno se sončna energija proizvaja z uporabo polikristalnih silikonskih substratov, ali z tankoslojnimi celicami, ki sta oba narejena iz anorganskih materialov, kot sta amorfni silikon ali kadmijev telurid. Po poročanju Qiaoqiang Gana je izdelava obeh povezana z visokimi stroški.

Tudi njegove raziskave vključujejo tankoslojne sončne celice. Vendar, v nasprotju s produkti, ki so  prisotni na trgu, uporablja Gan organske materijale, kot so polimeri in majhne molekule zasnovane na karbonu, zaradi česar so njegovi izdelki cenejši.

˝v nasprotju z anorganskimi materiali, je organsko fotovoltaiko možno izdelovati tudi na večjih površinah rigidnih in fleksibilnih podlag, s čimer postanejo poceni kot barva˝, pravi Gan

˝Referenčna točka na barvo ni toliko cena, ampak ideja, da bomo v prihodnosti fotovoltaične celice nanašali na površine kot barvo na platno˝, pravi Gan.

Pri uporabi organskih fotovoltaičnih celic so seveda tudi slabe strani. Zaradi njihove relativno slabe prevodnosti električnega toka morajo biti te zelo tanke. In ker so tanke jim manjka materiala, ki bi zadostno absorbiral svetlobo. S tem je njihova optična absorpcija omejena, kar pa vodi v nezadostno zmožnost energijske pretvorbe.

Njihova zmožnost pretvorbe sončne energije v električno mora dosegati vsaj 10 %, da lahko konkurira z obstoječimi proizvodi na trgu. Da bi dosegli zadani cilj, Gan in drugi raziskovalci poskušajo z metodami »inkorporiranja«. Kovinske nanodelce in/ali vzorce plazmo nanostrukture »inkorporirajo« v organske fotovoltaične celice. Plazmoni so elektromagnetična valovanja in prosti elektroni, ki jih lahko uporabljamo za povzročanje nihanja- naprej in nazaj- na vmesni ploskvi med kovinami in polprevodniki.

Najnovejši izsledki nakazujejo velike uspehe na tem področju. Zaradi navedenih znanstvenih prebojev se Gan in so avtorji članka zavzemajo, da se ponovno osredotočimo na nanomaterial in plazmatske strategije kot tvorce učinkovitejših in cenejših tankoslojnih organskih sončnih celic.

Gan nadaljuje svoje raziskavalno delo v sodelovanju s številnimi raziskovalci univerze Buffalo:   Alexander N. Cartwright, profesor električnega in biomedicinskega inženiringa in podpredsednik oddelka za raziskovalni in ekonomski razvoj UB; Mark T. Swihart, profesor kemijskega in biološkega inženiringa UB in direktor oddelka za strategije moči v integriranih nanostrukturnih sistemih; in Hao Zeng, izredni profesor fizike.

Če bodo Gan in sodelavci uspeli povišati učinkovitost pretvorbe sončne energije, nas v prihodnosti čakajo sončni paneli, ki jih bomo izgradi in postavili podobno, kot bi s čopičem nanašali barvo na platno. Vsekakor cenejša varianta.

Related posts