Κατά τη μετάβασή μας σε χρήση μορφών ενέργειας φιλικότερων προς το περιβάλλον (ηλιακή, αιολική κ.α.), η επιστήμη προσπαθεί και καταφέρνει να κατασκευάσει «εργαλεία» που θα τις κάνουν πιο αποτελεσματικές. Έτσι, μία ομάδα επιστημόνων υλικών από το UCLA έφτιαξαν ένα ηλιακό κύτταρο που μετατρέπει περισσότερη ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική, από ό,τι οι συνηθισμένοι ηλιακοί συλλέκτες.
Συγκεκριμένα, η συσκευή αποτελείται από διπλής επίστρωσης υλικά που απορροφούν ηλιακή ενέργεια. Το βασικό στρώμα συντίθεται από μία ένωση χαλκού, ινδίου, γαλλίου και σεληνίου [Cu(In,Ga)Se2], γνωστότερο ως CIGS. Πάνω σε αυτό, ψεκάζεται ένα λεπτό στρώμα μίγματος μόλυβδου και ιωδίου με κρυσταλλική δομή (όπως ο περοβσκίτης).
Λεπτομερέστερα, το στρώμα CIGS έχει πάχος 2 μικρόμετρα (2 x 10-6 m), και απορροφά ηλιακή ενέργεια με αποτελεσματικότητα 18,7% από μόνο του. Προσθέτοντας, όμως, το δεύτερο στρώμα με πάχος 1 μικρόμετρο (10-6 m), αυξάνεται η αποδοτικότητα της συσκευής με τρόπο «παρόμοιο» με τον υπερσυμπιεστή σε μηχανές αυτοκινήτων. Τα δύο αυτά στρώματα ενώνονται από μία μικρότερων διαστάσεων διεπαφή, η οποία δίνει στη συσκευή μεγαλύτερη τάση και αυξάνει την ενέργεια που παράγει. Τέλος, η όλη κατασκευή είναι τοποθετημένη σε ένα γυάλινο υπόστρωμα πάχους δύο χιλιοστών.
Τα παραπάνω υλικά απορροφούν ηλιακή ενέργεια από διαφορετικά σημεία του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, πράγμα που κάνει τη συσκευή πιο αποτελεσματική από τους μέχρι τώρα γνωστούς ηλιακούς συλλέκτες. Αυτό το ηλιακό κύτταρο μετατρέπει το 22,43% τής ηλιακής ενέργειας που δέχεται, κι έτσι θέτει νέο ρεκόρ αποτελεσματικότητας για ηλιακό κύτταρο τεχνολογίας CIGS. Η επίδοση της συσκευής επιβεβαιώθηκε και από ανεξάρτητα τεστ του εθνικού εργαστηρίου ανανεώσιμης ενέργειας, του υπουργείου ενέργειας των ΗΠΑ.
«Η τεχνολογία που αναπτύξαμε, ενίσχυσε τα ήδη υπάρχοντα ηλιακά κύτταρα CIGS κατά σχεδόν 20% από την αρχική τους επίδοση. Αυτό αντιστοιχεί σε 20% μείωση στο κόστος τής ενέργειας», ανέφερε ο καθηγητής Yang, μέλος τής ομάδας που συμμετείχε στην έρευνα. Πρόσθεσε, επίσης, ότι το σχέδιο διπλής επίστρωσης μπορεί ακόμη και να φτάσει στο 30% αποτελεσματικότητας στη μετατροπή ενέργειας και αυτός είναι ο επόμενος στόχος.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science.
Περισσότερα για άλλου τύπου ηλιακά πάνελ θα βρείτε εδώ.
