Fotovoltaické solární články budou efektivnější

Elektřina ze solárních polovodičových článků je čistá, tichá, bezodpadová a nenáročná na provoz, protože systém nemá žádné pohyblivé mechanické prvky. Světla dopadá na střechy, fasády budov a další nevyužité plochy často dost na to, aby získaná energie uspokojila většinu potřeby - jenže pokrýt domy solárními panely se zatím nevyplácí, protože technologie je drahá a málo účinná. Z referátů přednesených na sympoziu ale vyplývá, že cesty ke zlepšení už se rýsují.

Jednou ze slibných možností jsou elastické fotovoltaické články na tkaninách, které mají mnoho výhod - jsou lehké, takže nezatěžují konstrukce, manipulace s nimi je snadná a dají se využít pro řadu dosud nemyslitelných aplikací, jako je třeba solární oblečení, dobíjející mobily a spotřební elektroniku, fotovoltaické rolety, slunečníky a garnýže, svinovací zdroje energie pro lodě, karavany, stany a podobně. Zatím se jejich účinnost pohybovala okolo pěti procent. Vědci ale nezapomínají zdůraznit, že nejstarší fotovoltaické články jsou lity rostlin, a i ty jsou elastické.

Flexibilní fotovoltaické články nabízejí řadu zajímavých aplikací|foto: Universität Oldenburg

Nositel Nobelovy ceny Alean J. Heeger a jeho kolegové z University of California na sympoziu referovali o vlastnostech elastických článků s tenkými vrstvami kysličníku titanu. Díky modifikacím titanové vrstvy se podařilo účinnost přeměny světla na elektrickou energii značně zvýšit. Autoři předpokládají, že takto konstruované články by mohly mít účinnost okolo 15% i víc.

Fotovoltaickým článkům založeným na kysličníku titanu se věnuje i výzkumná skupina Michaela Graetzela ze švýcarského Federálního institutu technologie v Lausanne. Podařilo se jim vytvořit velmi tenkou polovodivou vrstvu nanokrystalů kysličníku titaničitého, která (zatím jen v laboratorních podmínkách) dosahuje účinnosti 11%. Půjde ji levně nanášet na okenní tabule, na obleky nebo na součásti výstroje armádních jednotek. Autoři tvrdí, že ke spuštění komerční výroby by mohlo dojít do dvou až tří let.

Jinou nadějí pro levnou a efektivní fotovoltaiku jsou uhlíkové nanotrubice. Badatelé z University of Notre Dame v Indianě na sympoziu referovali o svých úspěších při jejich zabudovávání do architektury polovodičových solárních panelů tak, že se efektivnost přeměny světla na elektřinu zvýšila dvojnásobně. Při použití uhlíkových nanovláken v panelech ze směsi sirníku kadmia, kysličníku zinečnatého a titaničitého stoupla účinnost z 5 na 10%. Podle badatelů bude mít tento postup stejné nebo lepší výsledky i u jiných druhů fotovoltaických panelů včetně polymerových článků.

Tenkým flexibilním článkům na základě polymerů se věnuje stále více výzkumných pracovišť i firem. Uplatnění nanotrubic by mohlo zdvojnásobit jejich účinnost|foto: Nanosys

Společným jmenovatelem všech těchto (a mnoha dalších) snah na poli fotovoltaiky je najít náhradu za dosavadní křemíkové solární články. Ty jsou totiž nejen drahé, ale jejich výroba je také energeticky náročná.