Foto a teplo voltaické články

Martin Tůma  |  Věda

Dnešní solární články trpí celou řadou neduhů, které snižují jejich možnou účinnost na pouhých 15%. Jedním z nejvíce omezujících faktorů je rozsah vlnové délky světla, které jsou schopny fotočlánky zpracovat. Zbylé světlo se sice zachytí, ale bez užitku je převedeno na teplo.

A právě s tímto teplem se snaží pracovat nový typ foto článku z dílny Nicholase A. Meloshe z univerzity ve Standfordu. Jeho nápad není úplně nový, opírá se o techniku používanou už před lety na starých ruských satelitech. Jde o termionický článek, Rusové na svých družicích používali elektronkovou verzi.

Ilustrační foto

Zařízení zachycovalo sluneční radiaci, ta zahřívala katodu elektronky, a díky tomu z ní začaly vyletovat elektrony směrem k anodě, čímž vznikal elektrický proud. Celé to pracovalo nejlépe při teplotách nad 1500°C a nemělo to příliš velkou účinnost.

Melosh převedl toto zařízení do podoby polovodičového sendviče z nitridu galia, přičemž katodu a anodu tvoří dva různé typy polovodičů. Tepelné záření dopadající na katodu potom nabudí elektrony v polovodiči, které začnou přeskakovat na anodu, čímž vzniká elektrický proud. Optimální pro fungování tohoto zařízení jsou teploty mezi 400 a 600 °C, kterých je možno dosáhnout třeba pomocí zrcadel koncentrujících sluneční světlo do jednoho ohniska.

Při těchto podmínkách zachycují články více tepla, než jsou schopny využít, takže je výhodné spojit je ještě s generátorem páry a klasickou parní turbínou. Melosh uvádí, že podobné zařízení by mohlo mít účinnost nad 50%, což je určitě pro plánovače DESERTECu věc k hlubokému zamyšlení.

Zdroj:
http://www.nature.com/…mat2814.html

Foto: fotobanka Shutterstock

Nejčtenější