Nový rekord účinnosti solárnych termo-fotovoltaických článkov

Dátum: 21. 06. 2016

Termo-fotovoltaické články môžu dosiahnuť účinnosť až 80%. Kľúčom je použitie high-tech materiálov zvaných nanofotonické kryštály.

solárne termo-fotovoltaické články

Účinnosť soláych článkov je obmedzená takzvaným Shockley–Queisserovým limitom, no napriek tomu sa objavujú informácie, ako rôznymi technickými fintami túto bariéru prekonať.

Shockley–Queisserov limit určuje maximálnu účinnosť soláej konverzie článku s jedným P-N prechodom a šírkou zakázaného pásu 1,34 eV na hodnote okolo 33,7%. To znamená, že z celého výkonu slnečného žiarenia dopadajúceho na soláy panel (asi 1000 W / m²), dokáže najlepší soláy článok „vyťažiť“ len 337 W /m² elektrického výkonu.

Fungovanie bežného soláeho článku (a) a termo-fotovoltaického článku (b

Fungovanie bežného soláeho článku (a) a termo-fotovoltaického článku (b). Zdroj - Nature

Najobľúbenejší materiál pre soláe články – kremík, nemá ideálne zakázané pásmo (1,1 eV), takže kremíkové články majú teoretické maximum účinnosti asi 32%. Dnešné modeé monokryštalické Si články dosahujú efektivitu okolo 24%, pričom straty sú spôsobené zrkadlením na ich povrchu, tienením prepojovocích vodičov a ďalšími faktormi. 

Pripravili sme pre Vás: 

Technologický vývoj fotovoltických článkov a panelov, Ing. Bronislav Bechník, Ph.D.

Čo to je fotovoltaický panel a ako pracuje?

Soláe bunky, ktoré nasprejujete na ľubovoľný povrch

 

Napriek fyzikálnym limitom môžu reálne články limitné hodnoty účinnosti aj prekročiť, aj keď toto tvrdenie nie je celkom správne, ani presné. Deje sa tak napríklad pri viacprechodových článkoch, alebo pri článkoch s koncentrátormi, ktoré sústreďujú na P-N prechody viac energie. Do tejto kategórie patrí ajnedávny rekordman z austrálskej University of New South Wales.

Ale aj tento rekord vydržal len krátko. Skupina vedcov z Massachusetts Institute of Technology (MIT) vyvinula metódu ako prelomiť Shockley-Queisserov limit. Vedci z MIT informovali, že pomocou termo-fotovoltaických článkov by sa mohla účinnosť premeny žiarenia na elektrinu zdvojnásobiť a dosiahnuť teoretické hodnoty až 80%.

Termo-fotovoltaický článok, na ktorého vývoji v MIT pracujú už niekoľko rokov, využíva konverziu, pri ktorej slnečné žiarenie zohreje adsorbčný materiál a ten potom vyžaruje špecifické vlnové dĺžky elektromagnetického žiarenia. Toto žiarenie sa vo fotovoltaickom článku mení na elektrickú energiu.

Kľúčom je použitie high-tech materiálov zvaných nanofotonické kryštály, ktoré dokážu pri zahriatí vydávať svetlo presnej vlnovej dĺžky. V teste boli nanofotonické kryštály integrované do systému v podobe zvislých uhlíkových nanotrubičiek, pracujúcich pri vysokej teplote 1000 °C.

Uhlíkové nanotrubičky sú podľa výskumníkov prakticky ideálnym absorbérom v celom farebnom spektre, čo umožňuje zachytiť celé slnečné spektrum. Všetka energia fotónov sa tak premení na teplo a následne sa opäť vyžiari ako svetlo. Ale vďaka nanofotonickým štruktúram je prevedená iba na farby, ktoré sú optimálne pre najvyššiu účinnosť soláych buniek.

Výhodou je, že takéto soláe panely môžu efektívne pracovať aj pri zatiahnutej oblohe a s obmedzenou účinnosťou aj v noci, pokiaľ sa cez deň stihne naakumulovať dostatok tepla.

 

Staňte sa energeticky nezávislými vďaka fotovoltaickej elektrái 

 

Autor: Libor VákaFoto: archiv
Facebook
Prečítané: 833x

REKLAMA

Bezplatný Newsletter

Aktuálne správy z odboru fotovoltiky a akumulácie energie
jsem člověk
jsem robot
NAJČÍTANEJŠIE
Dnes
x

Využívaním týchto služieb súhlasíte s používaním a ukladaním cookies. Viac o cookies nájdete v časti Pravidla cookies.

Podmienky používania   |  Redakcia portálu   |  English   |  Facebook
© Copyright Solárne Novinky.sk. Všetky práva vyhradené.
Top50 Solar
Portál SolárneNovinky.sk predstavuje odborné online médium, ktoré sa venuje nasledujúcim témam: fotovoltické panely, meniče, mikro striedače a FVE.
Generováno 0.1 s
CCBot/2.0 (https://commoncrawl.org/faq/) RS_PROHLIZEC:DALSI HTTP_REFERER: