Dziury zwiększają efektywność ogniw fotowoltaicznych

Od kiedy przekonano się, że efektywność pracy ogniw fotowoltaicznych można zwiększyć wytwarzając je z nanowłókien, inżynierowie skupili się na rozwoju tego typu technologii. Tymczasem Chińczycy udowadniają, iż od nanowłókien znacznie lepsze są ... nanodziury - w dodatku zrobione w tradycyjnie wytwarzanych, krzemowych ogniwach.

Od kiedy przekonano się, że efektywność pracy ogniw fotowoltaicznych można zwiększyć wytwarzając je z nanowłókien, inżynierowie skupili się na rozwoju tego typu technologii. Tymczasem Chińczycy udowadniają, iż od nanowłókien znacznie lepsze są ... nanodziury - w dodatku zrobione w tradycyjnie wytwarzanych, krzemowych ogniwach.

Wydajność ażurowych ogniw fotowoltaicznych jest o 5% większa niżeli tych o strukturze jednolitej. Dlaczego? Ponieważ światło dociera do większej powierzchni, a nanodziury w krzemie świetnie nadają się do zwiększenia absorpcji fotonów. Jak bardzo obrazowo ujęli to pomysłodawcy technologii ogniw z nanootworami: światło tak długo odbija się od ścianek wgłębienia, aż zostaje całkowicie wchłonięte (zaznaczam, iż to tylko metaforyczny opis zjawiska - żeby nikt przypadkiem nie pomyślał, iż Chińczycy potrafią fotony światła sprowadzić do fizycznego stanu ciekłego).

Kolejną ważną zaletą ażurowych ogniw jest ich wytrzymałość. Nanowłókna mają brzydką wadę: są kruche i łamliwe. Ogniwa z nanootworami uszkodzeniom ulegają znacznie trudniej niż te zbudowane z nanowłókien, a to oznacza, że znacznie łatwiej zachodzi w nich proces zbierania i magazynowania energii świetlnej. Każde bowiem uszkodzenie struktury zaburza rozmieszczenie ładunków  elektrycznych w poszczególnych warstwach ogniwa i utrudnia przepływ elektronów.

Prace nad "dziurawymi" ogniwami słonecznymi prowadzi Kui-Qing Peng przy współpracy inżynierów z uniwersytetów w Pekinie oraz Hongkongu. Jak twierdzi, badania przeprowadzane są w normalnych warunkach laboratoryjnych, a nie w sterylnym, sztucznym otoczeniu. Wygląda więc na to, że doniesienia o kilkuprocentowym wzroście wydajności ogniw z nanodziurami mogą być jak najbardziej wiarygodne - skoro prace są prowadzone w warunkach prawie odpowiadających rzeczywistym.

Twórcy ażurowych ogniw myślą już o wprowadzeniu produktu do masowej sprzedaży. Trzymajmy kciuki - może  ten akurat wyrób przyczyni się do tego, iż przychylniej spojrzymy na metkę z napisem "Made in China".

Źródło: Green Diary, RSC