Kropki kwantowe zwiększają efektywność solarów – o ponad 100%

Kropki kwantowe podbijają serca twórców baterii solarnych. Umiejętne ich stosowanie prowadzi do gwałtownego zwiększenia efektywności solarów – ponieważ niestraszne im tzw. „gorące elektrony”.

Do tej pory przy produkcji prądu elektrycznego z użyciem ogniw fotowoltaicznych nie można było wykorzystać części światła słonecznego. Światło dociera do nas w postaci tzw. „gorących elektronów”. Niosą one maksimum energii, którą można by wyłapać, gdyby nie fakt, iż cząstki te są – no właśnie: zbyt gorące, by mogły być wykorzystane do produkcji energii elektrycznej w tradycyjnych układach solarnych. Cześć energii ucieka zatem w postaci ciepła – tym samym na ogniwo fotowoltaiczne trafia już nieco mniej elektronów, i ciut chłodniejszych.

Okna, które wytwarzają energię elektryczną

Naukowcy poszukują więc sposobów na wyłapanie energii z gorących elektronów. W zeszłym roku uczeni z Boston Collegue dowiedli, że cząstki te można wyłapywać przy użyciu supercienkich paneli słonecznych. W tym roku uczeni z teksańskiego uniwersytetu, kierowani przez chemika Xiaoyang Zhu, wpadli na pomysł, by do zatrzymania gorących elektronów użyć kwantowych kropek. Te specyficzne nanokryształy mają fantastyczne właściwości przewodzące, które na dodatek można precyzyjnie kontrolować. Kropki kwantowe przechwytywałyby zatem gorące elektrony i kontrolowały zachowanie tych molekuł do czasu, aż te ostygną na tyle, iż można je będzie przesłać na układ fotowoltaiczny. W ten sposób uda się wyłapać dużo więcej energii światła, co przełoży się na wzrost efektywności pracy układów solarnych. Ze wstępnych szacunków wynika, że można mówić nawet o ponad 100% wzroście efektywności – czyli jeśli do tej pory efektywność tradycyjnych solarów oceniano na 31%, zastosowanie kropek kwantowych zwiększy ją aż do 66%.

Pierwsze panele słoneczne, które mogą się podobać

Teksański zespół w swoim doświadczeniu przechwytywania gorących elektronów wytworzył kwantowe kropki z selenku ołowiu. Xiaoyang Zhu uważa jednak, że miejsca „kwarantanny” dla gorących elektronów można wykonać również z innych, nietoksycznych materiałów. Niektóre firmy zajmujące się rozwojem paneli solarnych pracują już na kropkach kwantowych wykonanych z innych substancji; np. na nanokryształach diamentu. Obietnicę niosą też grafeny – ulubione materiały XXI-wiecznej nanotechnologii.

Kropki kwantowe robią karierę – po coraz nowych publikacjach widać, że zapowiadają się na kolejne „cudowne dzieci” nanotechnologii, o wysoce uniwersalnym zastosowaniu. Nie tak dawno temu media donosiły, iż dzięki tym nanokryształom można zwiększyć pamięć komputerową. Teraz okazuje się, że może wreszcie znaleziono sposób na to, by rozwój wysoko efektywnych solarów ruszył z kopyta.

Mam zatem taką nadzieję, że kwantowe punkty okażą się przysłowiową kropką nad i, która w ciągu najbliższych lat przypieczętuje fakt, iż zakup solarów to trafna inwestycja dla przeciętnego inwestora.