Potrójna moc, niewiarygodna wydajność. Czy tak wygląda rewolucja paneli słonecznych?
Chińscy naukowcy właśnie opracowali CBC (coronene-Br2NDA), a więc organiczny kokryształ fototermiczny, osiągający sprawność konwersji światła w ciepło na poziomie 67,2%, czyli ponad trzykrotnie więcej w porównaniu do typowych paneli fotowoltaicznych, których sprawność w tej kwestii rzadko przekracza 20%. CBC może więc okazać się rewolucyjny nie tylko dla przemysłu solarnego, ale też dla elektroniki ubieralnej, czujników czy mobilnych źródeł zasilania. W warunkach laboratoryjnych nagrzał się do 86°C w kilka sekund pod wpływem światła bliskiej podczerwieni, a zmierzona sprawność konwersji fototermicznej wyniosła imponujące 67,2%, co czyni go jednym z najwydajniejszych znanych materiałów w swojej niszy. Jest to o tyle imponujące o tyle, że CBC jest przy tym stabilny termicznie i odporny na liczne cykle grzania i chłodzenia.
Czytaj też: Nowy as Amerykanów w walce z Chinami: baterie, recykling i 1,3 mln aut rocznie
W celu praktycznego przetestowania zastosowań swojego dzieła, badacze stworzyli tusz fototermiczny, w którym zatopili CBC w przezroczystej żywicy. Nałożony na generator termoelektryczny tusz podnosił temperaturę urządzenia do 70,3°C przy symulowanym nasłonecznieniu, generując napięcie 209 mV. To wynik o 375% wyższy niż w przypadku tego samego generatora bez powłoki CBC. Co więcej, badacze udowodnili, że CBC może być wykorzystywany do bezprzewodowej komunikacji optycznej. Za pomocą lasera przesyłali zakodowane sygnały, a to akurat otwiera drzwi do zastosowań w systemach szyfrowania czy komunikacji zdalnej.
Czytaj też: Fotowoltaiczny skandal w Polsce. Zasilamy domy niemieckimi śmieciami, a zapłacimy za nie podwójnie
Brzmi to wszystko fenomenalnie, ale pamiętajmy, że materiał CBC, choć spektakularny pod względem sprawności fototermicznej, nie jest zamiennikiem klasycznych paneli słonecznych w sensie bezpośredniej produkcji prądu. Można powiedzieć, że to technologia równoległa, a nie konkurencyjna, bo nie produkuje prądu bezpośrednio, a zamiast tego zamienia światło słoneczne w ciepło, a dopiero potem (np. przy użyciu generatora termoelektrycznego) to ciepło można wykorzystać do produkcji prądu. Tymczasem klasyczne ogniwa krzemowe (jak monokrystaliczne czy polikrystaliczne) bezpośrednio generują prąd z fotonów, bez potrzeby pośrednich etapów.
Innymi słowy, nowy materiał CBC nie ma na celu zastąpienia tradycyjnych ogniw krzemowych – to technologia o zupełnie innym zastosowaniu, która sprawdza się tam, gdzie klasyczna fotowoltaika przestaje być praktyczna. Dzięki swojej elastycznej i cienkowarstwowej formie CBC może być łatwo integrowany z niestandardowymi powierzchniami, a jego wyjątkowa odporność na ekstremalne warunki, w tym bardzo niskie temperatury, czyni go idealnym rozwiązaniem w środowiskach, w których panele słoneczne szybko tracą sprawność. Ponadto, w zastosowaniach off-grid, gdzie liczy się niezawodność, kompaktowe wymiary i energooszczędność, CBC może odegrać kluczową rolę, dostarczając energię tam, gdzie inne technologie zawodzą.
Czytaj też: Zamiast iść na śmietnik, połączyła lądy. Zużyte turbiny wiatrowe to nie problem?
CBC nie zrewolucjonizuje więc znanej nam fotowoltaiki na dachach domów, ale za to może otworzyć zupełnie nowy rozdział w zasilaniu lekkich, autonomicznych i inteligentnych urządzeń. To nie zamiennik paneli słonecznych, lecz raczej ich zaawansowane uzupełnienie, bo swoisty “nano-reaktor cieplny” stworzony do zadań specjalnych.