Generujú 18-krát viac energie než bežne používané články.
Tenký solárny článok. Zdroj: MIT
Tím výskumníkov vyvinul novú technológiu na výrobu ultratenkých a ľahkých solárnych článkov, ktoré sa dajú bez problémov zakomponovať do akéhokoľvek materiálu.
Dá sa nimi pokryť hocijaký povrch
Inžinieri z Massachusettskej technickej univerzity (MIT) vytvorili nové ultraľahké látkové solárne články, ktoré dokážu rýchlo premeniť akýkoľvek povrch na zdroj energie. Sú veľmi odolné a flexibilné, dokonca sú tenšie ako ľudský vlas.
Vedci ich prezieravo prilepili na pevnú a ľahkú tkaninu, takže sa dajú umiestniť na akýkoľvek pevný povrch. Vážia len stotinu hmotnosti bežných solárnych článkov, generujú 18-krát viac energie na kilogram a sú vyrobené v tlačiarňach z polovodičových atramentov.
Možnosti využitia sú priam neobmedzené
Vďaka ich tenkosti a ľahkosti majú širokú škálu využitia. Mohli by byť integrované na plachtách lode, čím by generovali energiu na mori, alebo by mohli byť prilepené na steny stanov a plachiet výpravných a záchranných akcií, prípadne umiestnené na krídla bezpilotných lietadiel, ktoré by tak vedeli letieť dlhšie. Nová solárna technológia sa dá bez problémov nainštalovať a integrovať do vstavaného prostredia.
„Technológie solárnych článkov sa väčšinou hodnotia podľa ich účinnosti, teda premeny energie a ceny. No rovnako dôležitá je integrovateľnosť – jednoduchosť, s akou ju môžeme prispôsobiť. Snažíme sa urýchliť prijatie solárnej energie vzhľadom na súčasnú naliehavú potrebu vývoja bezuhlíkových zdrojov energie,“ povedal Vladimir Bulović, vedúci laboratória ONE Lab, riaditeľ MIT.nano.
Ultratenké solárne články
Tradičné kremíkové solárne články sú krehké, takže musia byť zapuzdrené v skle a zabalené v ťažkom hrubom hliníkovom ráme, čo obmedzuje potenciál ich využitia.
Pred šiestimi rokmi vyrobil tím ONE Lab solárne články pomocou vtedy novej technológie tenkovrstvových materiálov, ktoré boli také ľahké, že ich udržala aj mydlová bublina. Ich nevýhodou bol náročný výrobný proces na báze vákua, ktorý je navyše aj veľmi drahý a nepoužiteľný na veľkoplošnú produkciu.
Vedci sa preto rozhodli vyrobiť solárne články z nanomateriálov. Pomocou štrbinového zariadenia (tlačiarne) naniesli vrstvu elektronického nanomateriálu a potiahli ním substrát s hrúbkou len troch mikrometrov. Na dokončenie solárneho modulu použili sieťotlač, ktorá na články naniesla elektródy.
Solárne články. Zdroj: MIT
Odolnosť a pružnosť poskytuje látka
Vytlačený produkt má hrúbku asi 15 mikrometrov. Pri manipulácii s ním musí byť človek opatrný, pretože sa môže ľahko roztrhnúť. Tím z MIT preto hľadal ľahký, flexibilný a mimoriadne pevný substrát, ku ktorému by mohli solárne články prilepiť.
Za optimálne riešenie zvolili tkaninu, ktorá poskytuje mechanickú odolnosť a zároveň flexibilitu. Váži iba 13 gramov na štvorcový meter a komerčne je známa pod názvom Dyneema. Je vyrobená z vláken, ktoré sú také pevné, že boli použité ako laná na zdvihnutie potopenej výletnej lode Costa Concordia z plytčín Stredozemného mora. Vedci nalepili solárne články na látku lepidlom tvrdeným pomocou UV žiarenia.
Výkonnosťou prevyšuje konvenčné solárne články
Zariadenie generuje približne 370 wattov na kilogram, čo je asi 18-krát viac energie, než produkujú bežné solárne články. Keď články nie sú prilepené na látku, vyprodukujú až 730 wattov energie na kilogram.
„Typická strešná solárna inštalácia generuje v štáte Massachusetts asi 8 000 wattov. Na výrobu rovnakého množstva energie by naša látková fotovoltika zaťažila strechu domu len asi 20 kilogramami,“ priblížil Bulović.
Vedci otestovali odolnosť článkov a zistili, že aj po viac ako 500-násobnom zrolovaní a rozvinutí látkového solárneho panelu si zachovali viac ako 90-percentnú funkčnosť.
Tím v súčasnosti vyvíja ultratenké obaly, do ktorých by mohli články zasadiť, aby boli chránené pred okolím, čím by len nepatrne zvýšili hmotnosť súčasných ultraľahkých zariadení.
Zdroj: DOI: 10.1002/smtd.202200940, SciTechdaily
(JM)
