Fotowoltaika z obierków. Polscy naukowcy tworzą elastyczne ogniwa

• Do produkcji grafenowych kropek kwantowych badacze wykorzystują węgiel z obierek warzyw i skórek owoców.
• Elastyczne ogniwa mogą znaleźć zastosowanie w oknach oraz na fasadach budynków.
• Sprawność prototypów jest obecnie trzy-cztery razy niższa niż tradycyjnych paneli krzemowych.

Zespół dr. inż. Piotra Zawadzkiego z Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej pracuje nad ogniwami wykorzystującymi grafenowe kropki kwantowe. To nanometrowe struktury zbudowane z węgla, które mają właściwości optyczne i elektryczne przydatne do przetwarzania światła słonecznego w energię elektryczną. Jak podaje PAP, do ich produkcji wykorzystuje się węgiel zawarty w bioodpadach, m.in. obierkach warzyw i skórkach owoców.

Wszystko wokół nas w dużej mierze zbudowane jest z węgla i bioodpady nie są tutaj wyjątkiem. My próbujemy wykorzystać materiał, który przestał być komuś potrzebny, przetworzyć go i otrzymać z niego grafenowe kropki kwantowe – poinformował dr inż. Piotr Zawadzki w komunikacie cytowanym przez PAP.

W przeciwieństwie do tradycyjnych paneli krzemowych nowe ogniwa mogłyby być integrowane z elementami budynków, które dotychczas trudno było wykorzystywać do produkcji energii. Dzięki temu instalacje fotowoltaiczne nie musiałyby ograniczać się do dachów, lecz mogłyby obejmować znacznie większą część powierzchni budynku.

Największą przewagą nie jest to, że chcemy po prostu zastąpić jeden panel drugim. Chodzi o to, żeby wykorzystać powierzchnie, których klasyczna fotowoltaika dzisiaj praktycznie nie wykorzystuje – zaznaczył dr Zawadzki.

Jak wyjaśnił, elastyczne ogniwa można integrować z elewacjami budynków, a dzięki częściowej przezroczystości również z przeszkleniami.

Obecnie sprawność opracowywanych ogniw jest około trzy-cztery razy niższa niż tradycyjnych paneli krzemowych. Zespół pracuje nad poprawą tego parametru. Badacze podkreślają jednak, że nawet mniej wydajne ogniwa mogłyby dostarczać znaczne ilości energii, gdyby pokrywały duże powierzchnie.

Naukowcy przetestowali również specjalną powłokę zawierającą grafenowe kropki kwantowe, nakładając ją na tradycyjne moduły słoneczne. Wstępne wyniki sugerują, że może ona zwiększać ilość wytwarzanej energii, zwłaszcza przy mniej korzystnych warunkach pogodowych. Do produkcji kropek wykorzystywana jest woda jako medium reakcyjne, co pozwala ograniczyć stosowanie szkodliwych substancji chemicznych.

Na razie zespół dysponuje niewielkimi prototypami potwierdzającymi działanie technologii. Kolejne prace obejmą zwiększenie powierzchni ogniw oraz sprawdzenie ich trwałości i wydajności podczas długotrwałego użytkowania. Projekt jest rozwijany w ramach programu PRIME Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, a badacze przygotowują się do utworzenia spółki, która zajmie się dalszym rozwojem rozwiązania i wprowadzeniem go na rynek.