Českí vedci spolupracujú na vývoji ekologických a lacných solárnych článkov

Korene fotovoltických panelov siahajú až do 80. rokov 19. storočia, keď americký vynálezca Charles Fritts postavil „prastarého otca“ dnešných panelov. Použil na to selén a zlato. Svoje zariadenie nainštaloval na strechu domu v New Yorku, ale jeho účinnosť bola zanedbateľná. Počas nasledujúcich desaťročí pracovalo na vývoji fotovoltiky mnoho výskumníkov z rôznych krajín sveta. Zlom nastal v 50. rokoch, keď sa v amerických Bellových laboratóriách zrodila súčasná forma kremíkových článkov.

Zdroj: Vysoké učení technické v Brne

Organické články

Technológia, pôvodne určená na vesmírny výskum alebo zásobovanie odľahlých miest elektrickou energiou, sa postupne čoraz viac využíva a stala sa kľúčovým prvkom pri znižovaní závislosti od fosílnych palív a v boji proti zmene klímy.

Českí a švédski výskumníci dosiahli významný pokrok. Ich nová technológia je porovnateľná so silikónovými panelmi, ale výhodou je nižšia záťaž na životné prostredie a výrobné náklady. Zaobíde sa bez toxických rozpúšťadiel a používa funkčné organické materiály.

Organické články neobsahujú ťažké kovy a na ich výrobu nie sú potrebné toxické rozpúšťadlá. Vďaka nižšej hmotnosti sa dajú použiť aj na miestach, kde tradičné solárne panely nie sú vhodné – napríklad ako priehľadné okenné fólie alebo ako strešná krytina, kde by sa jednotlivé články mohli ľahko zacvaknúť ako škridla na streche.

Vedci použili revolučný prístup využívajúci na výrobu polyméry a funkčné organické materiály. „Ide o zložité viaczložkové systémy obsahujúce polymérnu zložku a malé organické molekuly, ktoré navzájom interagujú a pomáhajú prenášať náboj,“ vysvetľuje Libor Kobera z Katedry štrukturálnej analýzy Ústavu makromolekulárnej chémie AV ČR.

Český tím prispieva k spolupráci so štrukturálnou analýzou pomocou spektroskopie nukleárnej magnetickej rezonancie (NMR). „Našou úlohou je odhaliť štruktúru materiálu a to, ako sú jednotlivé zložky usporiadané vo vzťahu k sebe. Následne sa snažíme nájsť vzťah medzi štruktúrou a vlastnosťami týchto materiálov,“ vysvetľuje Jiří Brus, vedúci oddelenia konštrukčných analýz.

Spolupráca s univerzitou v Linköpingu

Laboratórium NMR spektroskopie pevných látok úspešne spolupracuje s tímom profesora Feng Gaa z Univerzity v Linköpingu už viac ako päť rokov. Ústrednou témou ich výskumu sú solárne články. Tím profesora Gaa sa zameriava na hľadanie nových materiálov a prístupov na zvýšenie efektívnosti a šetrnosti k životnému prostrediu.

Osobitná pozornosť sa venuje problematike perovskitových materiálov, ktoré majú atraktívne vlastnosti, ale zatiaľ aj nedostatky, ako je nízka stabilita a zaťaženie životného prostredia v dôsledku obsahu ťažkých kovov.