Plastický fotovoltaický povlak pro každý povrch  
Výzkum fotovoltaických článků se ubírá mnohými směry. Účinnost proměny sluneční energie na elektrickou je bezpochyby nejdůležitější metou. Ale když jde o nenáročnou výrobu, levný materiál, jenž lze nanést na téměř cokoli a navíc odolá ohýbání, natahování i skládání, pak i malá účinnost může být zajímavá.

 

Zvětšit obrázek
Profesorka Karen Gleasonová, Massachusetts Institute of Technology

Představte si potravinovou folii nebo obyčejný toaletní papír, které díky fotovoltaické tenké vrstvě nastříkané na povrchu dokážou proměňovat část sluneční energie na elektrický proud. Samozřejmě, nikdo nehodlá takto inovovat domácí „spotřební materiál“. Jde o prezentaci možností nové technologie šetrného nanášení ohebných solárních článků, jejichž základ tvoří vodivé organické polymery. Na nedávném setkání amerických odborníků v oblasti materiálového výzkumu v Bostonu (stát Massachussetts) takto výsledky svého bádání prezentoval tým chemické inženýrky Karen Gleasonové z Massachussetts Institute of Technology, známého pod zkratkou MIT. Vědci vytvořením tenkých plastických fotovoltaických obvodů nejen na tenké vodoodpudivé folii nebo toaletním papíru, ale i na rýžovém papíru, jenž je rozpustný ve vodě, demonstrovali zajímavé vlastnosti vodivého povrchu a rozsáhlé spektrum možností jeho využití.


Metodika technicky nenáročného nanášení poměrně levné fotovoltaické vrstvičky odolné vůči ohýbání i natahování spočívá ve vzájemné reakci monomerní látky a oxidačního činidla, které se současně napařují v několika různých vrstvách na zvolený povrch. Až zde dochází k polymerizaci. Výsledkem je povlak kombinující polovodičový plast s vodivým. Pod vlivem mírně zvýšené teploty (do 100 oC) v něm vznikají mikroskopické póry nanometrových rozměrů, které se následně vyplní nanočástečky stříbra. Tento proces zvýší vodivost vrchní vrstvy až tisíc krát.


I když cílem chemiků z MIT je dosáhnout 4procentní účinnost, nyní se pohybují mezi jedním a dvěma procenty. Proto zatím největším pokrokem je v praxi využitelná technologie nanášení fotovoltaické vrstvy i na větší povrchy citlivých, vůči vodě a mechanickému poškození málo odolných materiálů. Obdivuhodná je plasticita polymerových článků. Při testech vědci skládali folii potištěnou fotovoltaickou vrstvou více než 1000 krát až na velkost menší než 5 mm. Navzdory tomu si uchovala 99 % své původní účinnosti. Natahování „solární“ potravinové folie skončilo při 180 procentech původní délky ne zničením napařených elektrod, ale roztržením nosné folie.


Při prezentaci v Bostonu vědci poskládali papír pokrytý plastickými solárními články do tvaru letadélka. To nadále přenášelo elektrický proud vytvořený proměnou energie fotonů světla stolní lampy. Samozřejmě, že papír slouží spíše pro demonstraci a jako podklad pro reálné využití není kvůli své neprůhlednosti příliš vhodný. Funkci „solárního“ papírového letadélka demonstruje i následující video (Kredit: Miles Barr/Jill Rowehl/Christopher Boyce/Dr. Sung Gap Im/ Vladimir Bulovic/Karen Gleason – MIT):
 

 

Zdroj: IEEE Spectrum

Datum: 06.01.2011 14:48
Tisk článku


Diskuze:

Díky a postesknutí

Ivan Kmínek,2011-01-13 12:17:31

Článek je z mého oboru a nemám čas vše sledovat, takže autorce díky. Sám bych podotkl např. to, že i experimentální polymerní solární články z naší laborky mají vyšší účinnost přeměny světla na elektřinu, ale konkrétní být nemůžu. V každém případě účinnosti mezi 3 a 5 procenty už se dosáhlo v desítkách laborek. Světový rekord zřejmě teď drží drážďanský Heliatek s 8,3 %, viz http://www.heliatek.com/news-19 , ovšem taktně mlčí o tom, z čeho jejich články vlastně jsou a jak náročná je jejich příprava. Jinak se čeká, že komerční polymerní/organické solární články se budou vyrábět spíš levnými a jednoduchými roztokovými technologiemi (rotačním nanášením, dippingem, stíráním vrstvy roztoku nožem (doctor-bladingem) apod.) než drahým a náročným vakuovým napařováním apod. Ale kdoví, jak to nakonec bude. A ten celkem přirozený povzdech nakonec: zatímco ještě před nějakými 3 lety jsem se třeba v hospodě mohl chlubit, že dělám vědu na fotovoltaice, dnes (z všeobecně známých důvodů) abych kvůli tomu pomalu už lezl kanálem:o( Ach jo.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace