פאנלים סולריים

פאנלים סולריים (תמונה: CC0 Pixabay)

חוקרים פיתחו פאנל סולרי יעיל יותר מאי פעם

חוקרים מהיצרנית היפנית Kaneka הכריזו כי פיתחו פאנל סולרי בעל יעילות שוברת שיאים של 26.3 אחוז, לא רחוקה מהמגבלה התיאורטית של 29 אחוזי יעילות (לפאנל סולרי מהסוג הקיים היום בשוק).

הפאנלים החדשים שוברים את שיא היעילות הקודם, שעמד על 25.6 אחוזי יעילות. על אף שמדובר בשיפור רק של 0.7 אחוז, הוא קרוב משמעותית אל המגבלה התיאורטית ולכן נחשב הישג הנדסי מרשים. למעשה, לאחר פרסום המחקר, החוקרים הצליחו ליצור פאנלים יעילים עוד יותר ביעילות של 26.6 אחוזים – תוצאה זו הוכרה בידי המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת של ארה”ב, אך לא הספיקה להתפרסם במאמר שהגיע אל כתב העת המדעי Nature Energy.

הפאנלים החדשים יוצרו באמצעות שילוב מספר שכבות של סיליקון אחת על גבי השנייה במטרה לצמצם את הפער האסור – טווח רמות האנרגיה בהן לא יכול להימצא אלקטרון, הגורם לאובדן חלק מהאנרגיה הנקלטת ולירידה ביעילות. בנוסף, החוקרים הניחו אלקטרדות בעלות התנגדות נמוכה בגב התאים, על מנת להגדיל את מספר הפוטונים הנקלטים בתא וגורמים לייצור אנרגיה חשמלית. לקינוח, התאים צופו בשכבה של סיליקון אמורפי וציפוי נוגד השתקפויות לקליטה מירבית של פוטונים בפאנל.

לפי הערכות החוקרים, קיימים מספר גורמים שונים המורידים את יעילות הפאנל ומונעים ממנו להגיע ל-29 אחוזי היעילות הנכספים. חצי אחוז מהיעילות אבד בגלל התנגדות המערכת החשמלית, אחוז אחד בגלל אובדן אופטי (השתקפויות), ו-1.2 אחוזים בגלל שילוב מחודש חיצוני – תופעה בה אלקטרון משתחרר ממקומו הודות לפגיעת פוטון אך האנרגיה שלו אובדת כיוון שהוא נתפס ב-“חור” חיובי באטום אחר.

הפאנל היעיל של Kaneka. שחור מאוד כיוון שהפוטונים נבלעים לייצור אנרגיה ולא מוחזרים

כבר היום קיימות שיטות שונות המאפשרות פריצה של מגבלת היעילות התיאורטית. המגבלה התיאורטית נובעת מהגודל המוגבל של טווח התדרים אלקטרומגנטיים מהם הפאנל מסוגל להפיק חשמל – טווח הקטן משמעותית מטווח התדרים של האור הנראה.

השיטות השונות עוסקות בערימה של מספר פאנלים שונים אחד על גבי השני, כל אחד מכוונן לתדרים אחרים, או לחילופין קליטה של פוטונים בטווח תדרים רחב ופליטתם בשנית בטווח תדרים צר שכולו נקלט בידי פאנל בודד. שילוב של הממצאים במחקר הנוכחי יחד עם השיטות החדשות עשוי להוביל ליצירת פאנלים יעילים עוד יותר, בהם יותר ממחצית מהאנרגיה האגורה בפוטונים נקלטת ומומרת לאנרגיה חשמלית בה ניתן לעשות שימוש.

לפי המאמר, הפאנל הסולרי שיצרו החוקרים תואם שיטות ייצור מקובלות בהן נעשה שימוש כבר היום, כך שהוא עשוי בהחלט להגיע לייצור מסחרי בעתיד הקרוב. ייתכן כי בעוד מספר שנים הגגות של כולנו יכוסו בפאנלים סולריים סופר-יעילים שייצרו חשמל נקי עבור כולם.

מקורות
Ars Technica
במאגר הקופונים שלנו כבר ביקרתם?
סמארטפונים וגאדג'טים במחירים נוחים ובמשלוח ישיר עד הבית
לחצו כאן
תגובות לכתבה
גאדג'טי | Gadgety
ניווט באתר
קטגוריות
גאדג'טי
חיפוש כתבות