Φωτοβολταϊκά: κεραία υδρογέλης διπλασιάζει την αποδοτικότητα

Όταν μιλάμε για κεραίες συνήθως αναφερόμαστε στον εξοπλισμό λήψης και εκπομπής ραδιοκυμάτων που μας επιτρέπει να ακούμε ραδιοφωνικούς σταθμούς και να βλέπουμε τηλεόραση.

Ωστόσο, αυτή τη φορά οι ερευνητές χρησιμοποιούν τον όρο για να περιγράψουν ένα νέο υλικό κατασκευής λεπτού υμενίου (thin film) που έχει τη δυνατότητα να συλλέγει μεγαλύτερο εύρος από το φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας και να το μετατρέπει σε μήκος κύματος που μπορούν να μετατρέψουν σε ηλεκτρική ενέργεια οι φωτοβολταϊκές κυψέλες.

Αυτή τη στιγμή, οι περισσότερες φωτοβολταϊκές κυψέλες πυριτίου μπορούν να μετατρέπουν μήκη κύματος ηλιακής ακτινοβολίας από 600 έως 1.000 νανομέτρα, αλλά δεν είναι αποτελεσματικές στο εύρος από 350 έως 600 νανομέτρα, γνωστό και ως το κυανό μέρος του φάσματος της ηλιακής ακτινοβολίας. Συνέπεια αυτής της αδυναμίας είναι ο περιορισμός της αποδοτικότητας των κυψελών πυριτίου σε ποσοστά που κυμαίνονται από 11 έως 25%.

Μικρότερες αποδοτικότητες μεταφράζεται σε μεγαλύτερο χρόνο απόσβεσης των επενδύσεων στην ηλιακή ενέργεια και υψηλότερο κόστος του φωτοβολταϊκού ρεύματος.

Πολλοί επιστήμονες εργάζονται για την κατασκευή αποδοτικότερων ηλιακών κυψελών, αλλά ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Κονέκτικατ επιχείρησαν να αυξήσουν την αποδοτικότητα βασιζόμενοι στην τεχνολογία που ήδη διαθέτουμε.

Όπως μεταδίδει το Phys.org, ο ερευνητής Τσάλα Κουμάρ και η ομάδα του “κατασκεύασαν μια κεραία που συλλέγει τα μη χρησιμοποιούμενα κυανά φωτόνια και τα μετατρέπει σε φωτόνια χαμηλότερης ενέργειας που το πυρίτιο μπορεί να μετατρέψει σε ηλεκτρικό ρεύμα”.

“Κατασκευάσαμε την πρώτη κεραία αυτού του είδους στον κόσμο” υποστήριξε ο Κουμάρ.

—Η τεχνολογία

Η κεραία κατασκευάστηκε από οργανικές χρωστικές που “ερεθίζονται” από το φως. Στη συνέχεια οι χρωστικές “ηρεμούν” και παράγουν περισσότερα φωτόνια “φιλικά στο πυρίτιο”. Οι χρωστικές είναι είναι τοποθετημένες μέσα σε μια υδρογέλη (hydrogel) που τις διατηρεί χωριστά σε πυκνές δομές. Αφού θερμανθούν και στη συνέχεια ψυχθούν, δημιουργείται ένα λεπτό ροζ υμένιο που επικαλύπτει τις κυψέλες, διπλασιάζοντας (θεωρητικά) την αποδοτικότητα.

Το καλό είναι ότι πρόκειται για βιολογικά, μη τοξικά υλικά, ακόμα και βρώσιμα, ενώ η χημική διαδικασία θεωρείται σχετικά απλή.

“Μπορεί να γίνει σε μια κουζίνα ή σε ένα απομακρυσμένο χωριό. Αυτό σημαίνει ότι είναι φθηνή διαδικασία” λέει ο Κουμάρ.

Οι ερευνητές συνεργάζονται ήδη με μια εταιρεία από το Κονέκτικατ για να εφαρμόσουν την τεχνολογία σε φωτοβολταϊκά που ήδη κυκλοφορούν στο εμπόριο.

Η ομάδα εξετάζει ακόμα τη χρήση της ίδιας υδρογέλης για τη διάχυση φαρμακευτικών ουσιών στον ανθρώπινο οργανισμό και τα λευκά LED.

Πηγή: http://www.econews.gr/2015/08/20/fotovoltaika-keraies-124041/