Barevné solární panely pro pestřejší udržitelné fasády budoucnosti

Výzkumníci z Farauenhoferova institutu objevili způsob, jak z ultratenkých křemíkových waferů vyrobit barevné solární panely. Ukázalo se, že na účinnost solárních panelů nemá barva až zas takový vliv. Pokud tedy developeři nebo majitelé budov uvažují o osazení fasády budovy fotovoltaickými panely, ale záleží jim také na vzhledu stavby, nebude jim v budoucnu nic stát v cestě.

Kevin Füchsel, projektový manažer ve Frauenhoferově Institutu pro Aplikovanou optiku a přesné inženýrství (Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering) v Jeně k tomu říká, že na poli designu fotovoltaických panelů se toho doposud mnoho nepodnikalo. Proto se poslední čtyři roky soustředil na vývoj různě zbarvených fotovoltaických nanostruktur vhodných k průmyslové výrobě ve velkých objemech.

Solární panely vyvinuté jeho výzkumnou skupinou používají jako polovodič - tak jako řada jiných běžných - tenkou vrstvičku křemíku. Je pouze několik mikrometrů silná, pohlcuje světlo a z něj vyrábí elektrickou energii. Aby bylo zajištěno, že křemíkového substrátu dosáhne co nejvíce světelných paprsků, má na sobě polovodičová vrstva opticky neutrální ochranný film z izolátoru. Na něm spočívá stonanometrová vrstva průhledného vodivého oxidu (tzv. T.C.O. - Transparent Conductive Oxide). Ta vede elektřinu, zároveň ale přivádí do polovodičové vrstvy níže co nejvíce světelných částic.
Panely tedy mají jednoduchou SIS (semiconductor-insulator-semiconductor) konstrukci. Průhledná vnější vrstva má však ještě jednu vlastnost. Kromě toho, že brání odrazu světla, umožňuje, aby fotovoltaické panely měly různé rozměry a tvary. Ty vznikají změnou síly vodivé vrstvy anebo úpravou jejího indexu odrazivosti.

Protože dnes nejpoužívanější oxid india a cínu je poměrně drahý, zkouší se jak využít například levnějšího zinku s příměsí hliníku a některé i další nové materiály. Dosavadní testy ukázaly, že tyto panely mohou mít účinnosti až 20 procent. V praxi bude účinnost záviset na konkrétním tvaru solárních panelů a celkovém charakteru fasády. Každá barva umožňuje vyrobit jiné množství elektrické energie, omezení platí zejména pro některé odstíny červené, modré a zelené. Skupina nyní pracuje na optimalizaci designu a úpravách některých použitých materiálů. Vyvinuli také tiskovou technologii pro přidávání T.C.O. vrstvy. To urychlí výrobu a umožní rozšířit paletu možných designů.

Podrobnosti naleznete ZDE

foto: © Fraunhofer IOF