Energia pochodząca z odnawialnych źródeł nie może się wyczerpać – to wielka zaleta Odnawialnych Źródeł Energii (OZE). Słońce będzie nam towarzyszyło do samego końca naszej cywilizacji, kiedy o węglu, gazie lub oleju napędowym nikt już nie będzie pamiętał. I na dodatek jest dostępna niemal w każdym punkcie Ziemi. Człowiek ma za zadanie wymyślić rozwiązanie, które coraz bardziej efektywnie będzie umiało wykorzystać energię słoneczną.
Sferyczne, samoorganozujące się nanostruktury, kóre składają się z setek, a nawet tysięcy złotych nanocząstek o precyzyjnie kontrolowanym rozmiarze naukowcy nazwali suprakulami (z ang. supraballs). Mają zdolność do pochłaniania niemal całego spektrum światła słonecznego.
Fotowoltaika nie umie w podczerwień
Jak donosi magazyn National Geographic, innowacyjność tego rozwiązania polega na zdolności do pochłaniania niemal całego spektrum światła słonecznego, w tym także długości fal z zakresu bliskiej podczerwieni, które są słabo absorbowane przez klasyczne panele fotowoltaiczne. Pracuje nad tym zespół w skład którego wchpdzi Jaewon Lee, Seungwoo Lee i Kyung Hun Rho.
Obecnie używane panele słoneczne bazują najczęściej na krzemie lub cienkowarstwowych półprzewodnikach. Z tego powodu absorpcja światła ograniczona jest do części widma, głównie w zakresie światła widzialnego. Złote suprakule zostały zaprojektowane tak, aby wykorzystywać efekt plazmoniczny, który znacząco zwiększa efektywność pochłaniania fotonów o różnych energiach.
Padające na nie światło wywołuje drgania elektronów w materiale przewodzącym, co maksymalizuje efektywność zamiany energii słonecznej na energię elektryczną i cieplną.
Panele fotowoltaiczne z nową warstwą suprakul
Testy pokazały, że suprakule osiągają średnią absorpcję światła słonecznego na poziomie około 89 proc. Dla porównania, absorpcja pojedynczych nanocząsteczek złota wynosi zaledwie 45 proc. W dodatku gotowe powłoki z suprakul można nanosić na dostępne generatory termoelektryczne w warunkach pokojowych, bez konieczności stosowania zaawansowanych technologii czy wysokich temperatur.
W przeciwieństwie do wielu innowacji, ta nie wymaga budowy całkowicie nowych instalacji. Suprakule można zastosować jako powłokę na już istniejące panele fotowoltaiczne.