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?

Majme úctu k minulosti, prejavme zodpovednosť voči budúcnosti

Vyštudovala filozofiu a dejepis na Univerzite Komenského. Chcela sa stať učiteľkou, ale slabá finančná motivácia ju nakoniec priviedla k práci v potravinách v Rakúsku. Svoje poslanie učiteľky naplnila...

Energetický štítok práčky a tipy, ako ušetriť

Práčka spotrebuje v domácnosti približne 11 % z celkovej spotreby elektrickej energie. Preto je pri kúpe dôležité „čítať“ energetický štítok práčky, ktorý najviac napovie o energetickej...

Ako nám pomôžu vonkajšie žalúzie pri týchto horúčavách?

Spravidla platí, že v takýchto horúčavách nám vnútorná teplota v rozmedzí 21-24°C až tak nevadí. Keď sa však vonkajšia teplota šplhá nad 30°C a viac,...

Ako ušetriť: chladnička a mraznička v lete

Obdobie letných horúčav sa k nám pomaly ale isto blíži. Aby ste udržali svoj účet za energiu pod kontrolou, vyžadujú si vaša chladnička a mraznička chvíľu...

Všetci by sme mali byť zdravými aktivistami

Moderátor, autor úspešného podcastu, aktivista a greenfluencer, ktorý má vo svojej genetickej výbave výraznú zvedavosť a odvahu. Vo svojom podcaste Sabo sebou sa venuje všetkým...

Ako schladiť byt či dom bez klimatizácie?

Teploty nám prekročili hranicu 20 ˚C a začínajú stúpať k 30 ˚C. Keďže sa väčšine z nás  nepodarí tráviť celé leto pri vode, pravdepodobne sa...

Energetický certifikát domu časť 3: ako stavať úsporný dom

Už v minulej časti našej série sme spomenuli faktory, s ktorými musí architekt počítať pri navrhovaní energeticky úspornej budovy. Pripomeňme si teda, čo ovplyvňuje energetickú náročnosť stavieb...

Nemusíme byť dokonalí, stačí keď robíme malé kroky. Na každom z nás záleží

Modelka, stylistka a greenfluencerka Natália Pažická sa rozhodla, že svoju energiu vloží do osvety o negatívnom dopade módneho priemyslu na životné prostredie. Na svojich sociálnych...

Energetický certifikát domu – časť II: Energetické triedy

V pokračovaní nášho seriálu o energetickej certifikácii budov sa pozrieme na to, ako legislatíva určuje jednotlivé energetické triedy budov a tiež na legislatívne úpravy, ktoré majú rozhodujúci vplyv...