Ogniwa słoneczne z kropkami kwantowymi – nowa rewolucja w energetyce słonecznej

Ta technologia nanocząsteczek „kropek kwantowych”, zastosowana innowacyjnie w ogniwach słonecznych, ustanowiła nowy światowy rekord w odzyskiwaniu energii słonecznej w energię elektryczną

Chociaż technologia słoneczna ponownie stanie się bezpieczną inwestycją w energię odnawialną i jej instalację w 2020 roku, innowacje w tym sektorze nie pozostaną daleko w tyle. Technologia kropek kwantowych, stosowana w ogniwach słonecznych, opiera się na nanocząsteczkach zwanych „kropkami kwantowymi” i ustanowiła nowy światowy rekord w przetwarzaniu energii słonecznej na energię elektryczną do użytku ludzkiego. Ogniwa słoneczne z kropkami kwantowymi działają jak „elastyczna powłoka” na twardych powierzchniach, takich jak te znajdujące się na standardowych panelach słonecznych, jak donosi komunikat prasowy Europa Press. Według Lianzhou Wanga, profesora Uniwersytetu Queensland (Australia), który kierował badaniami, tego typu kropki kwantowe są „elastyczne i nadają się do druku” w porównaniu ze „sztywnymi, drogimi” materiałami obecnie stosowanymi w produkcji ogniw fotowoltaicznych. Wang przewiduje również, że ten nowy materiał może otworzyć przed nami ogromny wachlarz potencjalnych zastosowań, w tym możliwość wykorzystania go jako „przezroczystej powłoki do zasilania samochodów, samolotów, domów i urządzeń przenośnych”. Pomimo wszystkich tych cudów i korzyści, ta kropka kwantowatechnologiaMusiał stawić czoła poważnemu wyzwaniu, jakim była chropowata i niestabilna powierzchnia. Nie przeszkodziło to zespołowi badawczemu w poprawieniu poprzedniego rekordu wydajności konwersji światła słonecznego na energię elektryczną o 25%. Kropki kwantowe, w jaskrawo kolorowej skali, demonstrują swoją luminescencyjną użyteczność.

Kropki kwantowe w jaskrawo kolorowej skali, demonstrujące ich luminescencyjną użyteczność[/caption]

Czym są kropki kwantowe?

Ogólnie rzecz biorąc, kropki kwantowe to mikroskopijne struktury (nanostruktury) półprzewodników, które umożliwiają uwięzienie ruchu w trzech kierunkach przestrzennych elektronów w paśmie przewodnictwa oraz w pustych przestrzeniach pasma walencyjnego lub ekscytonów (par wiązań elektronowych pasma przewodnictwa i pustych przestrzeni pasma walencyjnego). Technologia ta, obecna już w dziedzinach od energetyki po biomedycynę (gdzie jest wykorzystywana do wykrywania różnych komórek, zastępując obecne wywoływacze chemiczne dzięki swoim właściwościom luminescencyjnym), pojawia się teraz w fotowoltaice za pośrednictwem ogniw słonecznych, gdzie jej właściwości są wykorzystywane do pochłaniania promieni słonecznych. W szczególności ich przerwa energetyczna (różnica energetyczna między górną częścią pasma walencyjnego a dolną częścią pasma przewodnictwa), którą można „dostroić” do poziomu energetycznego, czyni je atrakcyjnym rozwiązaniem dla technologii wielozłączowych ogniw słonecznych, w których różne materiały o przerwie energetycznej łączą się, aby zwiększyć wydajność gromadzenia energii słonecznej. Jest to niemożliwe w przypadku powszechnie stosowanych materiałów, takich jak krzem czy selenek miedzi. Właśnie to czyni je tak wyjątkowymi. Chcesz dowiedzieć się więcej? Oto ciekawy film o kropkach kwantowych: