Ogniwa słoneczne z kropkami kwantowymi – nowa rewolucja w energetyce słonecznej

Ta technologia nanocząsteczkowa, zastosowana w nowatorski sposób w ogniwach słonecznych, pozwoliła na ustanowienie nowego światowego rekordu w konwersji energii słonecznej na energię elektryczną

Jeśli technologia słoneczna po raz kolejny będzie pewnym wyborem w 2020 roku, jeśli chodzi o inwestycje i instalacje w zakresie energii odnawialnej, to innowacyjność w tym sektorze również nie pozostaje daleko w tyle. Nowa technologia ogniw słonecznych oparta na nanocząstkach zwanych „kropkami kwantowymi” ustanowiła nowy światowy rekord w przetwarzaniu energii słonecznej na energię elektryczną do wykorzystania przez ludzi.

Ogniwa słoneczne wykorzystujące kropki kwantowe działają jak „elastyczna powłoka” na twardych powierzchniach, takich jak te, które znajdują się na typowych panelach słonecznych, jak podaje Europa Press w komunikacie prasowym. Według Lianzhou Wanga, profesora Uniwersytetu Queensland (Australia), który kieruje badaniami, tego typu kropki kwantowe są „elastyczne i nadają się do druku” w porównaniu z „sztywnymi i drogimi” materiałami obecnie stosowanymi w produkcji ogniw fotowoltaicznych. Wang przewiduje również, że ten nowy materiał może otworzyć nowe możliwości, takie jak wykorzystanie go jako „przezroczystej osłony do zasilania samochodów, samolotów, domów i urządzeń przenośnych”.

Pomimo wszystkich tych cudów i zalet, technologia kropek kwantowych musiała zmierzyć się z wyzwaniem, jakim jest szorstka i niestabilna powierzchnia. Coś, co nie przeszkodziło temu zespołowi badawczemu w poprawieniu o 25% poprzedniego rekordu wydajności w przetwarzaniu energii słonecznej na energię elektryczną.

Czym są kropki kwantowe?

Kropki kwantowe to, Mówiąc ogólnie, mikroskopijna struktura półprzewodnikowa (nanostruktura), która zatrzymuje ruch elektronów w paśmie przewodnictwa i dziur w paśmie walencyjnym lub ekscytonów (par wiążących elektrony w paśmie przewodnictwa i dziury w paśmie walencyjnym) we wszystkich trzech kierunkach przestrzennych.

Ta technologia, obecna już w dziedzinach tak odmiennych od energetyki jak biomedycyna, jeśli chodzi o wykrywanie różnych komórek, zastępując obecne wywoływacze chemiczne ze względu na ich właściwości luminescencyjne, pojawiła się w fotowoltaice dzięki ogniwom słonecznym, gdzie właściwości tych „małych przyjaciół” są wykorzystywane do osiągnięcia absorpcji promieni słonecznych. Dokładniej rzecz biorąc, ich pojemność pasma wzbronionego (różnica energii między górną częścią pasma walencyjnego a dolną częścią pasma przewodnictwa), którą można „dostrajać” w zależności od poziomu energii, czyni je atrakcyjnym rozwiązaniem dla technologii wielozłączowych ogniw słonecznych, w których różne materiały o „przerwie wzbronionej” łączą się, aby poprawić wydajność gromadzenia energii słonecznej. Jest to coś, czego nie umożliwiają obecnie powszechnie stosowane materiały, takie jak krzem czy selenek miedzi. To właśnie czyni je tak wyjątkowymi.

Chcesz dowiedzieć się więcej? Tutaj zostawiamy bardzo ciekawy film o zastosowaniu tych kropek kwantowych w medycynie: