Najúčinnejšie solárne panely na svete sú vyrobené z medi

Svetovo najefektívnejší solárny panel komerčnej veľkosti je vyrobený z medi. Potvrdil to Inštitút pre výskum solárnej energie v Hameline (ISFH), nemecká mimovládna organizácia, ktorá nezávisle vykonala testy a dospela k záveru, že jej účinnosť bola 25,54 %.

Hoci existuje veľa materiálov, ktoré sľubujú zvýšenie účinnosti solárnych panelov, 95 % z tých nainštalovaných v roku 2020 používa kremíkové články. Typicky tieto články používajú ako vodič striebro, kov, ktorý nie je lacný a ťažko dostupný, no napriek tomu sa stal štandardom v tomto odvetví.

Preto je dobrou správou, že solárny panel, ktorý používa namiesto striebra meď, je najefektívnejší na svete. Použitie tohto kovu – oveľa hojnejšieho a takmer 100-krát lacnejšieho ako striebro – by mohlo otvoriť dvere k výrobe lacnejších a udržateľnejších solárnych panelov.

Tieto solárne panely majú účinnosť 25,54%.

Podľa Lennona ťažba striebra z rúd nižšej kvality tiež produkuje viac emisií, zatiaľ čo meď je oveľa dostupnejším zdrojom, je lacnejšia a ľahšie sa recykluje. „Kov z medených solárnych modulov sa bude dať ľahšie obnoviť ako staré moduly, a preto sa bude v budúcnosti ľahšie recyklovať. To veľmi pomáha z hľadiska udržateľnosti,“ hovorí Lennon.

Proces výroby medených fotoelektrických článkov.

„Mnoho ľudí, vrátane mňa, sa mnoho rokov snažilo dokázať, že meď je ekonomicky životaschopnou a životaschopnou alternatívou striebra,“ hovorí Lennon. „Nikdy sme nedokázali úplne presvedčiť priemysel, ale práve to Sundrive urobil s týmto svetovým rekordom. Myslím si, že by to mohol byť skutočný katalyzátor pre toto odvetvie. Bude veľmi zaujímavé vedieť, ako sa to podarilo.

Hranica účinnosti fotoelektrických článkov

S technológiou, ktorú v súčasnosti používame, komerčné solárne panely nikdy nebudú schopné dosiahnuť 100% účinnosť. Podľa štúdií fyzikov Williama Shockleyho a Hansa Queissera v roku 1961 by mohli dosiahnuť najviac 29 %.

Faktory, ako sú samotné zákony termodynamiky, materiál, z ktorého sú tieto bunky vyrobené, ich počet vrstiev alebo spôsob, akým na ne dopadá slnko, spôsobujú stratu energie v procese. Ak teda chceme využiť maximum možnej slnečnej energie, budeme musieť našim výskumníkom dôverovať.

Existujú štúdie, ktoré naznačujú, že tento limit by sa mohol dramaticky zvýšiť metódami, ako je párovanie buniek alebo zvýšenie počtu vrstiev. Teoreticky by systém tandemových fotovoltaických článkov mohol dosiahnuť maximálnu účinnosť 86 %, ak by sa podarilo vybudovať nekonečné vrstvy a najvyššiu možnú koncentráciu slnečného žiarenia.

Na druhej strane skupina výskumníkov z University of Toronto, Kanada, navrhla nové architektúry pre kremíkové fotonické kryštály, ktoré dosiahli účinnosť 31% v numerických simuláciách.

Ďalší tím, v tomto prípade z Univerzity Martina Luthera v Nemecku, vyvinul novú metódu, ktorá nahrádza kremík feroelektrickými kryštálmi. Tento materiál spolu s perovskitom dokáže otvoriť dvere novej generácii ľahších, efektívnejších a odolnejších solárnych panelov.