Naukowcy opracowali ogniwo termofotowoltaiczne wytwarzające energię elektryczną w wyniku przetwarzania promieniowania podczerwonego. W przeciwieństwie do klasycznych baterii słonecznych może ono generować prąd także wtedy, gdy nie świeci słońce.
Badania nad ogniwami termofotowoltaicznymi są prowadzone od kilku lat przez wiodące ośrodki badawcze na całym świecie. Ogniwa te mogą być bardziej wydajne od klasycznych baterii słonecznych bazujących głównie na krzemie, bo przetwarzają w prąd elektryczny nie tylko promieniowanie z zakresu widzialnego, ale też fale o większej długości. Lista obiecujących substancji, nad którymi prowadzone są prace, liczy już co najmniej kilkadziesiąt pozycji. Badacze poszukują materiałów, które mogłyby spełniać różne wymagania – zapewnić jak najniższe koszty wytwarzania, wysoką sprawność, czy też wysoką odporność na działanie czynników zewnętrznych.
Ogniwo termofotowoltaicyjne skonstruowane przez naukowców z Uniwersytetów Australian National University i kalifornijskiego Uniwersytetu Berkeley składa się z ułożonych na przemian 20 bardzo cienkich warstw złota o grubości 30 nanometrów i fluorku magnezu o grubości 45 nanometrów. Jako podstawę ogniwa wykorzystano warstwę azotku krzemu o grubości 50 nanometrów. Bateria ma kształt kratownicy z prostokątnymi otworami.
- Ogniwa termfotowoltaiczne mają znacznie większy potencjał niż klasyczne baterie słoneczne – mówi Siergiej Kruk z Australian National University, jeden z twórców nowego typu ogniwa. Mogą być one na przykład używane do wytwarzania prądu z energii cieplnej emitowanej przez wiele różnych urządzeń i obecnie traconej bezpowrotnie.
Zjawisko fotowoltaiczne polegające na powstawaniu napięcia elektrycznego pod wpływem promieni słonecznych po raz pierwszy w 1839 roku opisał francuski fizyk Alexandre Becquerel. W 2014 roku niemiecki Instytut Fraunhofera i francuski instytut badawczy CEA-Leti, wspólnie z francuską firmą Soitec opracowały ogniwo fotowoltaiczne o rekordowo wysokiej wydajności wynoszącej 46 proc.
źródło: gizmag, nature, Materiały inżynierskie, Frauenhofer ISE
AB
