Nowe odkrycia naukowców mogą zrewolucjonizować fotowoltaikę. Z tej samej ilości światła powstanie znacznie więcej energii [DEPESZA]
To przełom w wykorzystaniu energii słonecznej i wytwarzaniu z niej prądu. Naukowcom z Australii i Stanów Zjednoczonych udało się przekształcić światło niskoenergetyczne w światło wysokoenergetyczne, wykorzystując w tym celu m.in. cząsteczki tlenu. W ten sposób można wytworzyć większą ilość energii elektrycznej z tej samej ilości światła słonecznego.
Obecnie ogniwa słoneczne działają poprzez pochłanianie fal świetlnych i wykorzystywanie energii fotonów do wybijania elektronów z atomów, a tym samym do wytwarzania energii elektrycznej. Różne fale świetlne mają różne poziomy energii, a obecne ogniwa słoneczne nie mogą wykorzystywać długości fal światła o niskiej częstotliwości, np. podczerwieni.
Grupie naukowców z Uniwersytetu RMIT, Uniwersytetu UNSW w Australii oraz Uniwersytetu Kentucky w USA udało się przekształcić światło niewidzialne o niskiej energii w światło wysokoenergetyczne. W ten sposób można wytworzyć większą ilość energii elektrycznej z tej samej ilości światła słonecznego.
– Energia słoneczna to nie tylko światło widzialne – podkreśla prof. Tim Schmidt z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW) w Sydney. – Widmo jest szerokie, zawiera m.in. światło podczerwone, które daje nam ciepło, i ultrafiolet, który może spalić naszą skórę. Większość ogniw słonecznych, kamer CCD i fotodiod (półprzewodniki, które przekształcają światło w prąd elektryczny – przyp. red.) jest wykonanych z krzemu, który nie reaguje na światło mniej energetyczne niż bliska podczerwień. Oznacza to, że niektóre części widma światła nie są wykorzystywane przez wiele naszych obecnych urządzeń i technologii .
Aby rozszerzyć zakres czułości obecnie stosowanych urządzeń i tym samym zwiększyć wydajność ogniw słonecznych, niezbędna jest konwersja światła w górę, czyli przekształcenie światła o niskiej energii w bardziej energetyczne, widzialne światło, które może wzbudzać krzem.
– Jednym ze sposobów na to jest wychwycenie wielu mniejszych fotonów energii światła i ich sklejenie – wskazuje prof. Schmidt. – Można tego dokonać poprzez oddziaływanie ekscytonów – kwazicząsteczek powstałych z elektronów i dziur elektronowych, które mogą przenosić energię bez przenoszenia ładunku elektrycznego netto – w cząsteczkach organicznych.
Dotychczas jeszcze nigdy nie udało się tego osiągnąć poza krzemową przerwą energetyczną, czyli minimalną energią potrzebną do wzbudzenia elektronu w krzemie do stanu, w którym może on uczestniczyć w przewodzeniu. Naukowcy z ARC Centre of Excellence in Exciton Science, z siedzibą w UNSW w Sydney, wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu RMIT i Uniwersytetu Kentucky wykorzystali półprzewodnikowe kropki kwantowe do pochłaniania światła o niskiej energii oraz tlen cząsteczkowy do przenoszenia światła na cząsteczki organiczne. Tym samym tlen umożliwia cząsteczkom organicznym emitowanie światła widzialnego.
– To tylko wczesna demonstracja, a do wyprodukowania komercyjnych ogniw słonecznych potrzeba sporo materiałów do opracowania, ale testy pokazują, że jest to możliwe – podkreśla prof. Schmidt.
(Newseria Innowacje)
Czytaj także
- 2024-04-25: Chiny przyspieszają inwestycje w odnawialne źródła. Nie przestają jednak rozbudowywać mocy węglowych
- 2024-04-18: Padają kolejne rekordy generacji energii z OZE. Przez jakość sieci duży potencjał wciąż jest niezagospodarowany
- 2024-04-17: Inwestycje w przydomowe elektrownie wiatrowe w Polsce mogą się okazać nieopłacalne. Eksperci ostrzegają przed wysokimi kosztami produkcji energii
- 2024-04-16: Szybko rośnie udział odnawialnych źródeł w krajowym miksie energetycznym. Potrzebne przyspieszenie w inwestycjach w sieci przesyłowe
- 2024-03-07: Nadmierna ilość sztucznego światła w nocy wpływa negatywnie na całe ekosystemy. Zmienia czas kwitnienia roślin i zmniejsza liczbę owadów zapylających
- 2024-02-15: Energia jest towarem jak każdy inny. Eksperci zachęcają do wdrażania oszczędności w domach [DEPESZA]
- 2024-02-06: Wspólnoty i spółdzielnie mieszkaniowe coraz bardziej zainteresowane inwestycjami we własne źródła OZE. Nowe przepisy pozwalają im na tym zarabiać
- 2024-02-12: Segment przydomowych mikroinstalacji fotowoltaicznych się odbudowuje. Do rozwiązania wciąż pozostaje problem przyłączeń do sieci i rozliczeń nadwyżek energii
- 2023-12-15: Naukowcy proponują czwarte światło w sygnalizacji drogowej dla samochodów autonomicznych. Pomoże upłynnić ruch na skrzyżowaniach
- 2023-10-27: PGE kontynuuje zielone zmiany w ciepłownictwie. W elektrociepłowni w Zgierzu nowe kotły gazowe zastąpią te wykorzystujące węgiel brunatny
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Transport
Chiny przyspieszają inwestycje w odnawialne źródła. Nie przestają jednak rozbudowywać mocy węglowych
Coraz dotkliwsze skutki zmian klimatycznych, ale przede wszystkim chęć zbudowania bezpieczeństwa energetycznego i uniezależnienia się od zewnętrznych dostaw surowców skłoniły rząd w Pekinie do ekspresowych inwestycji w nowe moce odnawialnej energii. W efekcie Chiny wyrastają na globalnego lidera transformacji energetycznej – odpowiadają dziś za największy na świecie przyrost mocy zainstalowanych w fotowoltaice i wiatrakach. Co ciekawe, nie rezygnują jednak przy tym również z inwestycji w energetykę węglową.
Infrastruktura
Polskie rolnictwo potrzebuje inwestycji infrastrukturalnych. Niezbędna jest budowa agroportów i rozwój połączeń kolejowych
Brak inwestycji w porty i kolej ogranicza potencjał eksportu rolnego, oznacza też problem z tranzytem ukraińskiego zboża. Konieczna jest przede wszystkim budowa agroportów. – Mierzymy się z dużą nadwyżką zboża, którą trzeba wywieźć jak najszybciej, żeby zwolnić powierzchnie magazynowe do żniw na kolejny sezon, i w związku z tym potrzebne jest coraz szybsze tempo wywożenia – mówi Stefan Krajewski, wiceminister rolnictwa i rozwoju wsi. Część ekspertów zastanawia się jednak nad długofalowym uzasadnieniem takich inwestycji.
Ochrona środowiska
Ciech od czerwca będzie działać jako Qemetica. Chemiczny gigant ma globalne aspiracje i nową strategię na sześć lat
Globalizacja biznesu, w tym możliwe akwizycje w Europie i poza nią – to jeden z głównych celów nowej strategii Grupy Ciech. Przedstawione plany na sześć lat zakładają także m.in. większe wykorzystanie patentów, współpracę ze start-upami w obszarze czystych technologii i przestawienie biznesu na zielone tory. – Mamy ambitny cel obniżenia emisji CO2 o 45 proc. do 2029 roku – zapowiada prezes spółki Kamil Majczak. Nowej strategii towarzyszy zmiana nazwy, która ma podsumować prowadzoną w ostatnich latach transformację i lepiej podkreślać globalne aspiracje spółki. Ciech oficjalnie zacznie działać jako Qemetica od czerwca br.
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.