Několik let vědci po celém světě hledají způsob, jak účinně vyrábět průhledné či poloprůhledné články. Takto by se dala odstartovat „nová revoluce“  v oblasti výroby elektřiny v oknech budov nebo ve sklenících. Průlom může přinést nová technologie výroby tzv. organických článků, které oznámili američtí vědci z univerzity v Los Angeles (UCLA).

Nová zdokonalená technologie

Vědecký tým univerzity UCLA vyrobil prototyp poloprůhledného organického solárního článku, který dokáže absorbovat sluneční záření pro výrobu elektřiny, aniž by blokoval část světelného spektra, kterou propouští a je potřebná pro růst rostlin. Vědci tuto technologii ověřují v praxi na malém skleníku.

Důležitou součástí organického článku je dodatečná vrstva tvořená L-glutathionem, což je molekula tvořená třemi aminokyselinami, glutaminem, cysteinem a glicinem. Vrstva L-glutathionu přidaná na organický solární článek dokáže prodloužit jeho životnost a vylepšit jeho efektivitu.

„Organické materiály jsou velmi vhodné pro agrivoltaiku díky své selektivitě při pohlcování světla,“ řekl Yang, který působí také na fakultě bioinženýrství na UCLA. „Hlavní nevýhodou, která dosud bránila jejich širokému využití, je jejich nedostatečná stabilita.“

A právě tento nedostatek organických článků se americkým vědcům podařilo eliminovat. Konvenční organické články obecně degradují rychleji než ty anorganické (tj. křemíkové technologie), které se běžně ve fotovoltaice používají. Díky použití nové vrstvy obsahující L-glutathion se však jejich životnost výrazně zvyšuje.

Vědci z UCLA zjistili, že dodatečná vrstvu L-glutathionu zamezuje totiž rychlejší oxidaci článků a s tím spojenou ztrátou elektronů. Jejich efektivita stoupla z méně než 20 % na více než 80 % při testech po dobu 1 000 hodin. Svůj objev vědci publikovali na serveru Nature Sustainability.

Start komerční výroby

Nová způsob výroby solární energie by mohl mít největší uplatnění v sektoru agrivoltaiky – jde o spojení fotovoltaiky a zemědělství. Při testování vědci totiž objevili další nečekanou přednost nové technologie organických článků.

V rámci praktické testu nové technologie na malém skleníku vědci sledovali růst běžných plodin jako je pšenice, brokolice či fazole. Plodiny, které byly umístěné pod organickými články rostly mnohem více, než ty, které se nacházely pod tradičním sklem v kombinaci se polopropustnými křemíkovými články.

Vědci tento výsledek přisoudili opět vrstvě L-glutathionu, která omezila pronikání škodlivého ultrafialového záření, jenž má škodlivý vliv na růst rostlin. V neposlední řadě došlo i k omezení pronikání škodlivého infračerveného záření, jenž způsobuje přehřívání skleníku, což vyvolává nutnost častějšího zalévání rostlin vodou.

„Neočekávali jsme, že organické solární články překonají konvenční skleník se skleněnou střechou,“ řekl Yepin Zhao, hlavní autor výzkumu na UCLA. „Experimenty jsme však opakovali několikrát se stejnými výsledky. Po dalším výzkumu jsme zjistili, že rostliny nepotřebují k růstu tolik slunečního světla, jak jsme si původně mysleli.“

Dalším cílem vědců na UCLA je založit startup, který umožní rozšířit výrobu organických solárních článků pro průmyslové využití. Výzkumníci hodlají v budoucnu vyrábět ekologické skleníky, které budou obsahovat organické solární články.

Zdroj: solarninovinky.cz

Partneři

Spolupracujeme