Solárne panely so zvýšenou účinnosťou
Pri konštruovaní solárnych panelov sa berie ohľad na dve veci – aby sa usporilo čo najviac materiálu a tiež, aby sa minimalizovali straty a dosiahla sa čo najväčšia účinnosť. Straty sa delia na optické a elektrické.
Optické straty sú spôsobené tým, že veľká časť slnečného žiarenia sa po dopade na povrch polovodičov odráža späť do priestoru. Preto sa zvykne ich povrch rôzne upravovať tak, aby sa čo najviac znížila jeho schopnosť odrážať svetlo. Na povrch sa môžu nanášať rôzne antireflexné vrstvy, alebo je možné vytvorenie textúrovaného povrchu leptaním, ktoré naruší hladký lesklý povrch a zníži jeho schopnosť odrážať svetlo. Tieto postupy sú schopné znížiť mieru odrážania až pod 10 %.
Úloha pre vedcov
Keďže osvetľovaná časť článku plní aj funkciu kontaktu a odvádza vyprodukovaný prúd, je dôležité, aby kládla čo najmenší odpor a odvádzala získanú energiu s čo najmenšími stratami. Polovodičová vrstva sa zabezpečuje kovovou mriežkou alebo vodivou priehľadnou elektródou, ktoré od nej „preberú“ vyrobený elektrický náboj a „odnesú ho preč“. Čím väčšiu plochu kontakt pokrýva, tým viac elektrónov je schopný pohltiť. Pretože zároveň zatieňuje samotný kremík a bráni prístupu slnečnej energie k nemu, vedci sa snažia nájsť najvhodnejšie vzájomné usporiadanie kontaktov a kremíka. Tieto technológie presahujú svojou účinnosťou v praxi veľmi ťažko prekonateľnú hranicu 20 %.
Zvýšená účinnosť premeny
Ďalšia technológia, ktorá je malou revolúciou v tejto problematike, je založená na úplne novom postupe. Medzi polovodič a vrstvu, v ktorej sú uložené kontakty, sa zabuduje defektná vrstva, cez ktorú je prechod elektrónov náročnejší ako prechod čistým materiálom. Priamo pod vodivými kontaktmi sú medzery, ktoré by sme mohli prirovnať ku malým kanálikom. Elektróny si prirodzene vyberú ľahšiu cestu práve cez tieto kanáliky a tie ich dovedú priamo ku kontaktom. Tým sa zabráni zbytočnému „blúdeniu“ elektrónov na svojej ceste ku kontaktom a tiež riziku že po ceste rekombinujú – ich energia nebude využitá. Táto nová technológia zvyšuje účinnosť premeny slnečného žiarenia na 35 %.
Viac sa dočítate na strane 66 – 67
TEXT: Peter Drobný
FOTO: Neville Micallef, Schwaebisch Hall
