Rozwój odnawialnych źródeł energii wymaga opracowywania technologii łączących wysoką efektywność z pozytywnym wpływem na środowisko. W tej kategorii wyróżniają się panele nanokryształowe, które dotychczas charakteryzowały się niższą odpornością na uszkodzenia, co przekładało się na ograniczoną wydajność.
Wprowadzenie techniki P-DIP ma na celu zwiększenie trwałości tych paneli oraz usprawnienie przepływu elektronów w ich strukturze, aby podnieść efektywność działania instalacji fotowoltaicznej. Czy takie rozwiązanie ma szanse zrewolucjonizować rynek odnawialnych źródeł energii?
Panele fotowoltaiczne z nanokryształów i postdepozycyjna pasywacja
Badacze z Instytutu Nauk Fotonicznych (ICFO) opracowali nowatorską technikę, która znajduje zastosowanie w diagnostyce medycznej, projektowaniu diod LED oraz poprawie wydajności nanokryształowych ogniw słonecznych. Technologia postdepozycyjnej pasywacji (P-DIP) nie tylko zwiększa efektywność działania, ale również wpływa na trwałość urządzeń.
Urządzenie oparte na tej metodzie jest przyjazne dla środowiska, ponieważ wykorzystane materiały nadają się do recyklingu, a konstrukcja zapewnia większą odporność na warunki atmosferyczne. Dzięki tej technice minimalizowane są uszkodzenia powierzchni paneli, co można porównać do “wygładzenia wyboistej drogi”. W efekcie przepływ elektronów staje się płynny, a to przekłada się na lepszą wydajność i dłuższą żywotność nanokryształowych paneli.
Zastosowanie metody P-DIP w panelach fotowoltaicznych
Zespół badaczy z Katalonii zastosował koloidalne nanokryształy siarczku srebra i bizmutu, cechujące się wysoką zdolnością do pochłaniania światła. Materiał ten, dzięki swojej strukturze idealnie nadaje się do pokrywania paneli nanokryształowych, ponieważ nawet jego cienka warstwa absorbuje znaczną ilość promieniowania słonecznego. Dotychczas osiągnięcie odpowiedniej wydajności cienkich paneli fotowoltaicznych było utrudnione ze względu na ich podatność na uszkodzenia mechaniczne. Stosowane wcześniej metody, takie jak osadzanie lub warstwowanie, często negatywnie wpływały na efektywność instalacji.
Nowa metoda, znana jako P-DIP, opiera się na użyciu środka molekularnego zawierającego chlor, który wprowadzany jest do atramentu nanokryształowego AgBiS₂. Substancja ta odpowiada za równomierne rozmieszczenie nanokryształów w roztworze, co prowadzi do uzyskania jednolitej powłoki ogniwa słonecznego. Wyniki badań wykazały, że zastosowanie tej techniki pozwoliło osiągnąć rekordową sprawność konwersji mocy na poziomie 10%, przy współczynniku wypełnienia wynoszącym nawet 72%.
Czy standardowe panele fotowoltaiczne są bezpieczne dla środowiska naturalnego?
Panele fotowoltaiczne, choć efektywnie przekształcają energię słoneczną w elektryczność, budzą kontrowersje ze względu na potencjalny wpływ na środowisko związany z ich utylizacją. Skład paneli obejmuje materiały takie jak krzem, plastik, metal i szkło, które w dużej mierze są trudne do poddania recyklingowi. Prognozy wskazują, że do 2040 roku globalna ilość zużytych paneli osiągnie 27 milionów ton. Stworzy to poważne wyzwanie związane z ich przetwarzaniem i zagospodarowaniem.
– Ze względu na ich trwałość, recykling paneli słonecznych jest stosunkowo nowym zagadnieniem. W związku z tym niektórzy błędnie przypuszczają, że zużyte panele wylądują na składowiskach. Pomimo, że to nadal początkowy etap, technologia recyklingu paneli słonecznych już istnieje. Biorąc pod uwagę gwałtowny rozwój energetyki słonecznej, recykling również powinien szybko rosnąć – mówi Suvi Sharma z firmy Solarcycle zajmującej się recyklingiem paneli.
Źródło: chip.pl, icfo.eu
