Profesor Challa Kumar, pracująca na Uniwersytecie Connecticut w USA opracowała żel, który zwiększa zdolność ogniw fotowoltaicznych do absorbowania energii słonecznej. Dzięki zastosowaniu powłoki z żelu, możliwe jest zwiększenie dwukrotnie wydajności istniejących już ogniw PV oraz produkowanie nowych znacznie tańszych i prostszych.
Dziennie nasza planeta otrzymuje więcej energii ze słońca, niż zużywa jej przez cały rok, jednakże problemy z konwersją energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną: niska sprawność paneli słonecznych wynosząca maksymalnie 25%, oraz magazynowanie energii, sprawiły, że technologia PV nie jest w stanie na obecną chwilę zastąpić w sposób ciągły energii z paliw kopalnych. Naukowcy na całym świecie szukają więc nowych rozwiązań, które zapewnią lepsze wykorzystanie darmowej energii słonecznej.
Takimi badaniami zajmuje się właśnie Profesor Kumar: „Większość światła, jakie emituje słońce, ma bardzo szerokie widmo. Jeśli chcemy efektywnie wykorzystać tą energię musimy absorbować możliwie szeroki zakres fal”.
Najczęściej obecnie stosowane w panelach PV ogniwa krzemowe, do produkcji energii wykorzystują tylko fragment widma promieniowania słonecznego, nie są w stanie wykorzystać jego niebieskiej części. Tylko fotony o odpowiedniej energii, zostają zaabsorbowane przez ogniwa krzemowe. Opracowany przez profesor Kumara i jej zespół żel zbiera niewykorzystane niebieskie fotony i w procesie podobnym do zachodzącego u roślin podczas fotosyntezy, zmieniają je w energię fotonu o długości fali, która może być zaabsorbowana przez krzemowe ogniwa PV.
Do syntezy anten, które produkowane są w formie żelu, który wystarczy nałożyć na powierzchnię ogniw, wykorzystano biodegradowalne materiały pochodzenia organicznego. Oprócz szeregu barwników organicznych, w procesie wykorzystywane są kwasy tłuszczowe z orzechów kokosa oraz białka pochodzące od krów. Tak przygotowany żel wystarczy nałożyć na powierzchnię ogniwa i już zacznie on działać, konwertując niebieskie fotony, które ogniwo krzemowe może zaabsorbować. Dzięki zastosowaniu tego wynalazku, można zwiększyć wydajność ogniwa PV.
„Opracowany przez nas proces idealnie nadaje się do pokrywania ogniw słonecznych i niebieskich diod LED. Naszym planem jest próba integracji wykorzystania tego wynalazku w procesie produkcji ogniw fotowoltaicznych, co pozwoliłoby zwiększyć ich wydajność i zmniejszyć cenę gotowych modułów” tłumaczy prof. Kumar. Wiele grup, jak mówi naukowiec, pracuje nad podobnymi technologiami, jednakże jej wynalazek jest pierwszy w swoim rodzaju. Dalsze plany koncentrować mają się na zwiększeniu stabilności otrzymywanego materiału, tak aby był w stanie przetrwać na powierzchni ogniw PV przez cały, wieloletni, cykl ich używania.
Władze uniwersytetu złożyły już wniosek patentowy na wynalazek, a prof. Kumar we współpracy z jedną lokalnych firm, podejmuje się pierwszych praktycznych prób aplikowania wynalezionego żelu na powierzchnię ogniw słonecznych.