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

Súhlasím so spracúvaním osobných údajov

Už ste čítali?

Užitočné rady pre úspornú a zelenú domácnosť – časť IV: Ako žiť ohľaduplnejšie k planéte

Aj vy patríte k ľuďom, ktorí sa radi aktívne podieľajú na ochrane životného prostredia? Prinášame vám niekoľko tipov, ktoré môžete jednoducho zaradiť do vášho každodenného života.

Fotovoltické panely premenia váš domov na ekologickú domácnosť

Najefektívnejší zdroj čistej energie je naše Slnko. Ekologické fotovoltické panely menia slnečnú energiu na elektrickú energiu. Z dlhodobého hľadiska sú fotovoltické panely nielen ekologickejšie, ale...

Trom štvrtinám Slovákov záleží na ochrane životného prostredia. Patríte k nim aj vy?

Až 70 % Slovákov sa obáva o životné prostredie. Vyplýva to z výskumu „Hodnoty a spoločnosť počas pandémie Covid-19 – Ochrana životného prostredia vo verejnej mienke na Slovensku“,...

Užitočné rady pre úspornú a zelenú domácnosť – časť III: Aby vám voda nepretekala pomedzi prsty

Voda má všestranné využitie. Je potrebná nielen pre ľudský život, ale rovnako dôležitá je aj pre rastliny a živočíchy. Zároveň je aj nevyčerpateľným zdrojom energie na...

Svetelný smog alebo koľko svetla naozaj potrebujeme

Životné prostredie okolo nás je od priemyselnej revolúcie neustále zaťažované sekundárnymi dôsledkami technického progresu. Na jednej strane neodmysliteľné výdobytky ako teplo, svetlo, doprava dostupné pre...

Nóri sa rozhodli odoberať CO2 z ovzdušia. Pomôže im vikingská loď Longship

Mnohí vedci sa zhodujú na tom, že ak chceme zlepšiť kvalitu atmosféry, bude potrebné čo najrýchlejšie znižovať podiel CO2 (prípadne metánu). Do odčerpávania oxidu uhličitého...

Užitočné rady pre úspornú a zelenú domácnosť – časť II: Ako ušetriť na vykurovaní a na plyne

Ak domácnosť vykurujete plynom a používate ho aj na varenie a pečenie, podstatná časť vášho rodinného rozpočtu ide zrejme na túto energiu. V tomto článku sme si pre...

Tipy na darčeky, ktoré nestoja veľa a sú šetrné k prírode

Občas býva celkom náročné vybrať vhodný darček. Obzvlášť vtedy, ak chceme každý rok potešiť našich blízkych niečím zaujímavým a užitočným.

Užitočné rady pre úspornú a zelenú domácnosť – časť I: Kde všade môžete doma ušetriť elektrinu

Najlacnejšia elektrina je tá, ktorú nespotrebujeme, a tak vám prinášame prehľad jednoduchých rád, ktoré vám pomôžu ušetriť elektrinu v domácnosti.