Pre hromadné použitie fotovoltaických článkov nemusí byť totiž najvhodnejšie siahnuť po type s najlepšou účinnosťou ale s najlepším pomerom cena ku menovitému výkonu. Ak používame fotovoltaické články primárne z ekologických dôvodov, potom by mala byť rozhodujúcim parametrom energetická návratnosť, tj. pomer spotrebovanej energie pri výrobe a vyrobenej energie za predpokladanú dobu životnosti. Vedecký a technický pokrok nemožno zastaviť a jednotlivé vedecké tímy sa neustále pokúšajú najrôznejšími spôsobmi vylepšovať parametre existujúcich spôsobov alebo nachádzať nové princípy, ako čo najefektívnejšie premeniť svetelnú energiu zo Slnka priamo v elektrickú. Poslednou dobou sa objavujú smery využívajúce zaujímavé vlastnosti uhlíkových nanotrubíc, ktorými sa budeme zaoberať podrobnejšie a načrtneme niektoré doterajšie výsledky a budúce možnosti.
Uhlíkové nanotrubice sú valcové duté útvary, zložené z jednoatomárnej uhlíkovej steny. V základnej konfigurácii sa správajú z hľadiska elektrických vlastností v pozdĺžnom smere ako veľmi dobrý vodič, je však možné ich vlastnosti ľahko modifikovať prímesami. Niektorí vedci dokonca tvrdia, že uhlíkové nanotrubice sú oveľa flexibilnejšie pre použitie v elektronike ako kremík a že ho v mnohých aplikáciách v budúcnosti môžu aj prekonať. Podarilo sa napríklad vyrobiť nanotrubice vykazujúce vlastnosti polovodičov a experimentovalo sa s takými konfiguráciami, ktoré vykazujú správanie klasickej kremíkovej diódy alebo tranzistora. Potom už ale stačí experiment modifikovať tak, že generovanie párov elektrón-diera dosiahneme osvetlením materiálu a vznikne vlastne uhlíkový fotovoltaický článok. Vedci pri experimentoch s osvetľovaním uhlíkových nanotrubíc laserom prišli na zaujímavé vlastnosti, kedy excitované elektróny vytvárali vplyvom valcovej štruktúry povrchu trubice jemné väzby, v ktorých dôsledku sa mohol vybudiť ďalší elektrón, ktorý potom prispel k celkovému prúdu. To je veľmi nádejný mechanizmus pre zvýšenie účinnosti premeny energie, pretože v klasických kremíkových článkoch sa mení časť energie na teplo.
Vedci prišli na spôsob, ako koncentrovať pomocou uhlíkových nanotrubíc svetelné žiarenie zhruba 100× v porovnaní s klasickými slnečnými článkami. Nanotrubice boli v tejto konfigurácii sformované do akejsi antény, ktorá zachytávala fotóny. Tie potom odvádzali do malých fotovoltaických buniek, ktoré by nemuseli pokrývať celú plochu solárneho panelu.
Solárny článok z nanotrubíc by sa mohol raz stať lacnejšou alternatívou k tradičným kremíkovým solárnym článkom, pretože ceny materiálov založených na nanotrubiciach rýchlo klesajú tak, ako sa rozširuje ich výroba. Raz môžu byť tak lacné, ako dnešné bežne používané polymérne materiály.
Foto: www.archiproducts.com
(i.n.)