Fotovoltika: recyklácia svetla – revolúcia vo využití solárnej energie

Lukas P.

V súčasnosti je bežná recyklácia materiálov ako plasty, papier, sklo, avšak vedci prišli s nápadom ako recyklovať solárne svetlo. Fotovoltika sa tak dostáva na prelomovú hranicu.

fotovoltika

Prelomová štúdia

Vedci z Cambridgeskej univerzity objavili skupinu materiálov, ktoré nazvali hybridné vedúce halogénové perovskity (hybrid lead halide perovskites) a ktoré dokážu recyklovať fotóny svetla. Tento objav by mohol byť prevratný na poli využívanie solárnej energie.
Perovskitové solárne bunky boli prvýkrát testované v roku 2012 a to s takým úspechom, že v roku 2013 ich Science Magazine zaradil medzi jeden z najprevratnejších objavov.  Sú pomerne lacné a ich výroba je jednoduchá, takže by v blízkej budúcnosti mohli nahradiť doteraz najviac využívaný materiál pri výrobe solárnych panelov – kremíka. Perovskitové bunky boli pri výrobe solárnych materiálov využívané aj v minulosti, ale až teraz vedci objavili ich unikátnu schopnosť.

Čo je Perovskit

Perovskit je minerálny oxid, obshaujúci vápnikový titaničitan, ktorý má chemickú značku CaTiO₃. Gustav Rose ho objavil v roku 1839 v Uralských horách a je pomenovaný po ruskom mineralógovi Levovi Perovskom.

Ako to funguje

Solárne panely spracúvajú slnečné svetlo do formy elektrickej energie, ale tento proces funguje aj opačne, keďže pri rekombinácii tejto elektrickej energie vzniká fotón. Hybridné vedúce halogénové perovskity majú špeciálnu schopnosť  znovu absorbovať vzniknuté fotóny a tento proces sa nazýva recyklácia fotónov. Toto vytvára vysoký efekt koncentrácie v solárnej bunke, ako keby sme namierili šošovkou na jeden určitý bod . Felix Deschler, jeden zo spoluautorov uvádza, že štúdia demonštruje kvalitu týchto  materiálov a otvára nové cesty pri maximalizácii efektívnosti a využitia solárnych buniek.
Na overenie tórie namierili vedci na kus materiálu, ktorý mal hrúbku 500 nanometrov, laserové lúče. Všimli si, že laserové lúče boli vyžiarené vo forme energie na inom mieste tohto materiálu. Luis Miguel Pazos Outón, vedúci tímu vedcov uvádza, že takýto energetický komponent  by nemohol existovať, ak by lúče neprešli procesom recyklácie.

fotovoltika

Umelecké zobrazenie toho, ako vyzerá recyklácia fotónov vo vnútri kryštalickej štruktúry perovskitu.


Začiatkom tohto roka vytvoril  Americký národný ústav pre obnoviteľnú energiu (US‘ National Renewable Energy Lab) nový rekord pri využití solárnych buniek na báze kremíka pri konverzii slečného svetla na elektrickú energiu pri výške 29,8 percent. Tento rekord však asi dlho nevydrží, keďže kremíkové solárne panely nemajú na rozdiel od perovskitových buniek  schopnosť prenosu energie a jej premeny na svetelné lúče.
Prečítajte si aj: Bio-fotovoltika využíva mach na výrobu elektriny – ako to funguje? (video)

Akú budúcnosť nám prinesie fotovoltika

Vedci veria, že využitie týchto materiálov by mohlo výrazne znížiť náklady na energiu a to pri vyššej efektívnosti oproti použitiu kremíkových materiálov.  Najprv  však bude nutné doriešiť  rôzne aspekty, pričom jeden z najdôležitejších je otázka vonkajšieho obalu panelu, ktorý by bol schopný udržať zrecyklovanú energiu. Výsledky sú však už teraz nádejné a možno už čoskoro nastane zlom vo výrobe a spôsobe použitia solárnej energie.
 
 
Zdroje:
http://www.gizmag.com/hybrid-lead-halide-perovskites-recycling-photons/42496/
http://www.nrel.gov/news/press/2016/21613
http://www.gizmag.com/cheap-durable-perovskite-solar-cells/41618/
http://www.cam.ac.uk/research/news/solar-cell-material-can-recycle-light-to-boost-efficiency
http://science.sciencemag.org/content/351/6280/1430
https://en.wikipedia.org/wiki/Perovskite
 
 

Nezmeškajte už žiadnu z našich zelených noviniek

*povinné

Už ste čítali?

Nový Renault Kangoo Van E-Tech 100% elektrický

Renault je priekopníkom elektromobility a je jednotkou na trhu úžitkových elektromobilov v Európe už od roku 2011. Elektrické Kangoo od svojho uvedenia na trh na...

Na výlet s elektromobilom. Koľko to stojí a koľko strávite nabíjaním?

Podľa štúdie portálu Uswitch máme na Slovensku siedme najnižšie ceny na verejných nabíjacích staniciach. Zároveň sme na popredných miestach v počte nabíjacích staníc v pomere k počtu elektromobilov.

Policajti dostanú okrem plug-in hybridov aj elektromobily

Ministerstvo vnútra uzavrelo zmluvy s automobilovými dodávateľmi Kia, Todos, Eurent a Škoda Auto. Vozový park polície sa doplní o 752 nízkoemisných áut. Prvé vozidlá by mali byť dodané...

Najkrajšie výhľady v Poloninách si vychutnáte z chodníka Gazdoráň

Pri návšteve Polonín nevynechajte návštevu novootvoreného turistického chodníka Gazdoráň. Očarí Vás krásnymi výhľadmi nielen na okolité kopce, ale aj vodnú nádrž Starina.

Poloniny lákajú sprístupneným areálom Grófskych chyžiek

Chystáte sa na výlet do Polonín? Navštívte sprístupnený areál Grófskych chyžiek pri Novej Sedlici. Vďaka reforme národných parkov už bude slúžiť ľuďom na oddych, rekreáciu...

Ako ľudia si volíme smer našej budúcnosti. Je na čase, aby sme do nej začali správnymi rozhodnutiami investovať

Vďaka svojmu projektu Vedátor a Vedátorskému podcastu si ako popularizátor teoretickej fyziky získal mnoho fanúšikov. Okrem Fakulty Matematiky fyziky a informatiky na Univerzite Komenského pôsobí aj na...

Mýty a pravdy o odpadoch a recyklácii v domácnosti

Tento článok vznikol v spolupráci s Inštitútom cirkulárnej ekonomiky. Obsahuje odpovede na najčastejšie otázky v súvislosti s triedením odpadu v našich domácnostiach, a zároveň sa...

Poznáte prírodnú rezerváciu Vydrica v Bratislave?

Sústava chránených území na Slovensku sa vo februári 2022 rozrástla o lokalitu Vydrica, ktorá sa nachádza v katastrálnom území mesta Svätý Jur, bratislavských mestských častí...

Odhaľte dych vyrážajúce zákutia Dunajských ostrovov

Nahliadnite do prekrásnej lokality jednej rieky a dvoch krajín. V okolí Dunajských ostrovov môžete zažiť jedinečnú flóru a faunu tisícich ostrovov, dobrodružné splavy, unikátne technické...