Švédové nastavili novou laťku účinností přeměny energie na 23,64 %

Datum 09.03.2024

Vědci z univerzity ve švédské Uppsale vytvořili nový světový rekord, když navrhli solární článek CIGS s účinností přeměny energie 23,64 %. Tuto úroveň výtěžnosti energie naměřil nezávislý institut Fraunhofer ISE v Německu.

Solární energie pokrývá jen šest procent celosvětové poptávky po elektřině a nejrozšířenějším typem solárních článků je krystalický křemík, protože je levnější a má dlouhou životnost. Účinnost přeměny energie dosahovaná těmito solárními články je však pouhých 22 procent, což znamená, že se nám nepodařilo využít téměř čtyři pětiny procent slunečního světla dopadajícího na Zemi.

Jedním z cílů výzkumu solárních článků podle tiskové zprávy z Univerzity v Uppsale je dosáhnout více než 30procentní účinnosti při rozumných výrobních nákladech s důrazem na tandemové solární články, které jsou účinnější, ale zatím jsou příliš nákladné pro použití ve velkém měřítku.

Nejdůležitějšími vlastnostmi solárního článku jsou schopnost absorbovat světlo a schopnost přenášet energii do elektrické zátěže. Aby se to podařilo, musí být materiál schopen absorbovat optimální část slunečního světla a zároveň zabránit plýtvání touto energií přeměnou na teplo v solárním článku.

Solární články CIGS se skládají ze skleněné desky vyrobené z běžného okenního skla, která je potaženo několika různými vrstvami, z nichž každá má specifický úkol. Materiál, který absorbuje sluneční světlo, se skládá z mědi, india, galia a selenidu (odtud zkratka CIGS) s příměsí stříbra a sodíku. Tato vrstva je umístěna ve vlastním solárním článku mezi zadním kontaktem z kovového molybdenu a průhledným předním kontaktem. Aby byl solární článek co nejúčinnější při oddělování elektronů, je vrstva CIGS ošetřena fluoridem rubidným. Rovnováha mezi dvěma alkalickými kovy, sodíkem a rubidiem, a složení vrstvy CIGS jsou klíčové pro účinnost konverze, tj. podíl celého slunečního spektra, který se v solárním článku přemění na elektrickou energii.

Při testech prováděných měřícími institucemi se účinnost solárních článků měří pomocí filtrovaného světla, které svou intenzitou i spektrem napodobuje sluneční záření. Během měření je solární článek udržován při kontrolované teplotě a nezávislé instituty si pravidelně posílají kalibrační solární články. Pro registraci světového rekordu je nutné nezávislé měření, které v tomto případě provedl měřicí institut Fraunhofer ISE.