Χρωματιστά φωτοβολταϊκά για εφαρμογή σε προσόψεις κτηρίων αναπτύσσουν στη Γερμανία

0
30

Γερμανοί ερευνητές ανέπτυξαν έγχρωμες φωτοβολταϊκές κυψέλες από φύλλα πυριτίου πάχους αντίστοιχου με αυτό του χαρτιού.

Το χρώμα δεν επηρεάζει τόσο την αποδοτικότητα του φωτοβολταϊκού, ωστόσο διευκολύνει την “αισθητική” και πρακτική ενσωμάτωση της ηλιακής τεχνολογίας σε προσόψεις κτηρίων ή σε εμπορικές και βιομηχανικές μονάδες.

Όπως υποστηρίζει ο Κέβιν Φούχσελ, διευθυντής έργων στο Ινστιτούτο Φράουνχοφερ για την Εφαρμοσμένη Οπτική και Μηχανική Ακριβείας στην Ιένα της Γερμανίας, “δεν έχει γίνει αρκετή δουλειά στο συνδυασμό της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας με το ντιζάιν για την ανάπτυξη ειδικά προσαρμοσμένων φωτοβολταϊκών λύσεων”.

Τα τελευταία τέσσερα χρόνια, ο κ. Φούχσελ εργάζεται πάνω στην ανάπτυξη ηλιακών κυψελών με νανοδομές, κατάλληλων για μαζική παραγωγή, στο πλαίσιο μιας ερευνητικής ομάδας που χρηματοδοτεί το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Εκπαίδευσης και Έρευνας της Γερμανίας.

Οι ηλιακές κυψέλες που αναπτύσσει η ομάδα χρησιμοποιούν ως ημιαγωγό πολύ λεπτά φύλλα πυριτίου, πάχους μερικών μικρομέτρων, τα οποία απορροφούν το ηλιακό φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρισμό.

Για να αυξηθεί η ποσότητα ηλιακού φωτός που φτάνει στο στρώμα πυριτίου τοποθετήθηκε ένα ουδέτερο προστατευτικό φράγμα ή μονωτικό υλικό πάνω στο οποίο εφαρμόστηκε ένα στρώμα πάχους 100 νανομέτρων από διάφανο αγώγιμο οξείδιο (TCO). Το στρώμα αυτό είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και οδηγεί όσο δυνατόν περισσότερα σωματίδια φωτός στο στρώμα του ημιαγωγού που βρίσκεται από κάτω.

Όπως εξηγεί ο κ. Φούχσελ, “το TCO έχει χαμηλότερο δείκτη διάθλασης από το πυρίτιο και έτσι λειτουργεί ως αντιανακλαστική επίστρωση”, κοινώς συμβάλλει στην απορρόφηση περισσότερης ηλιακής ακτινοβολίας.

Το ίδιο στρώμα είναι αυτό που επιτρέπει την κατασκευή της ηλιακής κυψέλης σε διαφορετικά χρώματα.

Το χρώμα προέρχεται από την αλλαγή του φυσικού πάχους του στρώματος του αγώγιμου οξειδίου (TCO) ή από τη μετατροπή του δείκτη διάθλασής του.

Οι πρώτες δοκιμές έχουν δείξει ότι οι εν λόγω κυψέλες μπορούν να φτάσουν σε αποδοτικότητα ακόμα και το 20%. Στην πράξη η αποδοτικότητα εξαρτάται από τον σχεδιασμό των φωτοβολταϊκών πάνελ και τον προσανατολισμό του κτηρίου.

Ωστόσο, όλα τα χρώματα δεν έχουν την ίδια αποδοτικότητα και για αυτό το λόγο υπάρχουν κάποιοι περιορισμοί σε ορισμένες αποχρώσεις του ερυθρού, του κυανού και του πράσινου.

Αυτή τη στιγμή οι ερευνητές εργάζονται στη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού και στη χρήση διαφορετικών υλικών. Επίσης, αναπτύσσουν μια διαδικασία εκτύπωσης για την πρόσθεση του στρώματος TCO ώστε η διαδικασία να γίνει ταχύτερη και πιο ευέλικτη.

econews

Σχόλια