Malujemy dach specjalną farbą i zaczyna on służyć jako domowa elektrownia. Takie rozwiązanie przybliżyła grupa naukowców z RTI International (Research Triangle Park, North Carolina, U.S.), która podała we wrześniu informację o zbudowaniu ogniwa w technologii CQD (Colloidal Quantum Dots), o sprawności wynoszącej 7% - to jest o 40% wyższej niż dotychczasowe osiągnięcia.
Chociaż komercyjne ogniwa oparte na tradycyjnej technologii krzemowej mają sprawność 15 - 20%, a więc 3-krotnie wyższą niż osiągnięto w RTI, to gwałtowny skok sprawności ogniw CQD zapowiada szereg ciekawych możliwości. Wynikają one ze sposobu produkcji nowych ogniw - wytwarzanie ogniw CQD może być wykonywane poprzez nanoszenie specjalnej farby lub drukowanie przy pomocy drukarki atramentowej.
a) schemat ogniwa słonecznego zbudowanego z warstwy koloidalnych kropek kwantowych
b) przekrój poprzeczny wykonany mikroskopem elektronowym
(żródło: physicsworld.com)
Technologia CQD - koloidalnych kropek kwantowych - wykorzystuje osiągnięcia nanotechnologii, a w szczególności zjawiska zachodzące w tzw. „kropkach kwantowych”. "Kropki kwantowe" to układy cienkowarstwowe, o wymiarach od kilku do kilkudziesięciu nanometrów (1 nanometr to jedna milionowa milimetra).
Przechwytywanie fotonów, zwiększających energię elektronów, to podstawa działania ogniw solarnych. W "kropce kwantowej" powierzchnia i grubość warstwy są tak niewielkie, że ograniczają swobodne ruchy cząstek. Stosując analogię do strzelnicy sportowej - pozwala to strzelać fotonem do unieruchomionego elektronu, zamiast do nieustannie drgającego w sposób chaotyczny - stąd większa sprawność układu.
Problemem jest dobór materiałów i opanowanie technologii, ale możliwe do osiągnięcia sprawności są imponujące. W październiku United States Air Force zleciło Magnolia Solar prace nad udoskonaleniem posiadanej przez firmę technologii "kwantowych kropek", która pozwoli uzyskać sprawność na poziomie 50%!
Całkowita moc wykorzystywana przez ludzi stanowi jedynie około 0,02% mocy promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi. W ciągu pół roku dociera tyle energii słonecznej, ile zawierają w sumie wszystkie istniejące na Ziemi złoża węgla, ropy, gazu i uranu.
Sumaryczna energia, jaka dociera do powierzchni poziomej w ciągu całego roku, wynosi od 600 kWh/m²/rok w krajach skandynawskich do ponad 2500 kWh/m²/rok w centralnej Afryce. W Polsce wynosi około 1100 kWh/m²/rok.
Cała energia promieniowania słonecznego pochłonięta przez Ziemię, również ta wykorzystana w jakikolwiek sposób przez rośliny i zwierzęta, przekształca się w ciepło, a następnie jest emitowana w postaci promieniowania podczerwonego w kosmos.
Opracowanie nowej generacji ogniw fotowoltanicznych pozwoli na efektywniejsze przechwytywanie i wykorzystywanie energii słonecznej.
Inne tematy w dziale Technologie
