Złoto głupców za panele słoneczne

Według naukowców z University of California w Berkeley i Lawrence Berkeley National Laboratory jednym z najlepszych materiałów do produkcji tanich ogniw słonecznych jest piryt żelaza (lepiej znany jako złoto głupców).

Badacze ostatnio opublikował artykuł w Nauka o środowisku i technologia bada 23 materiały półprzewodnikowe o właściwościach, które sprawiają, że są obiecujące w przekształcaniu światła słonecznego w energię elektryczną. Ocenili koszt i obfitość tych materiałów, aby określić, które będą dobrze działać w przypadku tanich ogniw słonecznych, które mogłyby być wyprodukowane w ilościach wystarczających do zaspokojenia światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Dzisiejsze ogniwa słoneczne są w większości wykonane z krzemu – który jest kosztowny w rafinacji i oczyszczeniu – lub z cienkich warstw tellurku kadmu, które zawierają stosunkowo rzadkie lub toksyczne pierwiastki, co utrudnia lub uniemożliwia ich skalowanie w celu zapewnienia całej światowej energii elektrycznej.

Naukowcy twierdzą, że badania powinny być skierowane na materiały, które są wystarczająco tanie i obfite, aby z łatwością zaspokoić światowe potrzeby energetyczne. Siarczek żelaza (piryt) lub złoto głupców wyróżniał się spośród wszystkich innych opcji, a tuż za nim amorficzny krzem, materiał używany obecnie w niektórych ogniwach słonecznych. Szacują, że te materiały mogą zapewnić 100 do 1000 razy większe zapotrzebowanie na energię elektryczną na świecie.

Ale może być haczyk. Chociaż teoretycznie złoto głupców może świecić jak materiał na ogniwa słoneczne, osiągnięcie teoretycznych poziomów wydajności będzie wyzwaniem. Od drugiego badanie opublikowane w 2000 roku :

Około 20 lat temu piryt (FeS2) został zaproponowany jako obiecujący kandydat do [prospektywnego] wykorzystania jako materiał absorbujący fotowoltaikę do cienkowarstwowych ogniw słonecznych. Wśród jego właściwości fizycznych – bardzo wysokiego współczynnika pochłaniania i odpowiedniej przerwy energetycznej (Eg≈0,95 eV) do konwersji energii fotowoltaicznej – za szczególne zalety pirytu uznano również jego nietoksyczność i skład z obfitych pierwiastków.

Jednak obietnic nie udało się spełnić. Chociaż wydajności kwantowe i fotoprądy były dość wysokie w przypadku próbek monokrystalicznego pirytu, napięcia w obwodzie otwartym nigdy nie przekraczały około 200 mV w temperaturze pokojowej, znacznie za mało w porównaniu z pasmem wzbronionym pirytu. Najwyższa odnotowana dotychczas sprawność wynosi około 2,8%.

ukryć