Fizyka w Szkole | 06 maj 2014
* Pokazana okładka tytułu jest aktualną okładką tytułu Fizyka w Szkole. Kiosk24.pl nie gwarantuje, że czytany artykuł pochodzi z numeru, którego okładka jest prezentowana.
Wstęp
Od momentu odkrycia efektu fotowoltaicznego przez Aleksandra Becquerela prowadzone są intensywne badania w obszarze ogniw fotowoltaicznych po to, aby uzyskać jak najwyższą wydajność konwersji światła słonecznego na energię elektryczną. Najczęściej badania te dotyczą wykorzystania coraz to nowych materiałów. Obok popularnego krzemu pojawił się tellurek kadmu, selenek miedzi i indu czy arsenek galu. Jednak tak naprawdę efekt fotowoltaiczny został "odkryty" i wykorzystany ponad 2,8 mld lat temu przez bakterie fotosyntezujące - prekursory roślin. Co ciekawe, fotosynteza nie była uznawana za podstawę rozwoju ogniw słonecznych aż do lat 90. ubiegłego wieku, czyli ponad 160 lat po odkryciu efektu fotowoltaicznego przez Becquerela.
W 1991 roku Michael Grätzel i Brian O’Regan opracowali nową technologię wytwarzania ogniw słonecznych, których działanie imituje właśnie mechanizm fotosyntezy. Nowe ogniwa słoneczne nazwano barwnikowymi ogniwami fotowoltaicznymi (DSSC, ang. dye-sensitized solar cells). Cieszą się one coraz większym zainteresowaniem ze względu na ich potencjał w niskokosztowej konwersji światła słonecznego na energię elektryczną. W porównaniu z ogniwami krzemowymi barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne wytwarzane są z tańszych materiałów, bezpiecznych dla środowiska naturalnego, a ich czystość nie musi być tak wysoka jak w przypadku krzemu. Obecnie rekord wydajności tego typu ogniw to 13%, a szacowany na podstawie badań stabilności czas życia w warunkach eksploatacyjnych wynosi 10 lat. Jednakże biorąc pod uwagę wydajność, barwnikowe ogniwa słoneczne niestety nie mogą równać się z tradycyjnymi ogniwami krzemowymi, ale ich zalety zachęcają do rozpowszechnienia tych ogniw na rynku. Należą do nich:
- mniejsza ilość CO2 wytwarzanego podczas produkcji;
- możliwość zmiany koloru i stopnia przezroczystości ogniwa w zależności od zastosowanego barwnika, warstwy tlenkowej, co umożliwia projektowanie urządzeń;
- produkcja odbywa się prostą techniką sitodruku;
- krótszy czas zwrotu energii z panelu DSSC (0,3 roku) w porównaniu z innymi typami ogniw (scSi - 2,2 roku, CdTe - 0,7 roku).
(...)
dr inż. Katarzyna Siuzdak
Artykuł w całości jako plik PDF do pobrania znajduje się w zakładce Opis w ofercie tytułu Fizyka w Szkole.
Wróć do czytelni