Jejich nejnovější vynález - organický solární koncentrátor (OSC - z angl. Organic Solar Concentrator) - nabízí výrazně efektivnější a levnější způsob využití sluneční energie.
Budoucnost, ve které by se z běžných budov měly stát katedrály plné barevných skel schopných pohlcovat a soustředit v sobě sluneční světlo a poté z něj vyrábět elektřinu, se už rýsuje na prknech jedné výzkumné skupiny v MIT. Svůj objev vědci popsali počátkem července na stránkách časopisu Science.
Pasti na světlo
K tomu, aby se z obyčejné skleněné tabulky stala past na světlo, stačí prý jen její povrch pokrýt tenkou vrstvou speciálních organických barviv. Molekuly barviva pak už vše podstatné zařídí samy, světlo pohltí a už je nikam nepustí. „Jakmile se jednou světlo dostane dovnitř, už nemůže ven,“ tvrdí Jonathan Mapel, člen pětičlenného týmu, který novou technologii vyvinul.
Podle něj jejich vynález v mnohém připomíná optické vlákno. „Když do něj vyšlete paprsek laseru na jednom jeho konci, světlo se uvnitř vlákna odráží tak dlouho, dokud nedoputuje do druhého konce,“ vysvětluje Mapel.
Stejným způsobem fungují i OSC, povrch skla světlo absorbuje a to se pak šíří směrem k jeho okrajům, odkud se odvádí přímo do solárních článků, ovšem s mnohem větší účinností, než jsme dosud u podobných zařízení byli zvyklí.
Nevýhody solárních panelů
Solární panely jsou v dnešní době příliš drahé na to, abychom jimi mohli pokrýt například rozsáhlé neobydlené oblasti (pouště apod.), které jsou jinak pro využití energie Slunce jako stvořené. Právě tato skutečnost je příčinou našich snah soustředit dopadající sluneční energii do co nejmenšího prostoru.
Současné sluneční elektrárny k tomuto účelu využívají zakřivených zrcadel, která se v průběhu dne, podobně jako slunečnice, otáčejí za Sluncem tak, aby si vzájemně nestínila. Bez jejich použití je účinnost přeměny sluneční energie v elektrickou velmi nízká.
Řešením se ukazují být obří zrcadla, jenže v tom případě zase narážíme na jejich vysoké pořizovací náklady. A navíc je tu ještě jeden problém – zrcadla koncentrují nejen světlo, ale i teplo, takže pak je nutno solární panely chladit.
Místo křemíku uhlík
Myšlenka využít pro soustředění světla obyčejných skleněných (nebo i plastových) tabulí natřených tenkou barevnou vrstvou barviva sahá až do sedmdesátých let, kdy se poprvé vynořila, ale zakrátko byla zavržena, neboť tehdejší barviva nebyla schopna přenést světlo na větší vzdálenosti.
Vědce z MIT napadlo oživit původní představu, když zkoumali „organické“ solární články, vyrobené z uhlíkových sloučenin. V nich je křemík, dosud nejpoužívanější materiál v solárních článcích, nahrazen uhlíkem.
Uhlík má daleko lepší optické vlastnosti, křemík zas ty elektronické. Proto se Mapel a jeho kolegové rozhodli přednosti obou prvků spojit – organická barviva použili ke koncentraci světla a křemík k jeho přeměně v elektřinu.
Vyzkoušeli celou řadu nejrůznějších barviv, každé z nich přitom pohlcuje vždy jen světlo určité vlnové délky. Jako nejúčinnější se nakonec ukázala jejich kombinace, kdy nad vrstvou absorbující červené světlo je ještě jedna, která pohlcuje světlo modré a zelené barvy.
Solární utopie?
Podle Mapela bude největším přínosem nové technologie její aplikace na již existující solární panely. Jejich účinnost by se tak mohla zvýšit až o 40%! On i jeho spolupracovníci chtějí zahájit výrobu do tří let. Jonathan Mapel sází na budoucnost výroby elektrické energie ze slunečního záření nikoli soustředěné do velkých produkčních center, ale přímo do míst její spotřeby.
V jeho představách není pro gigantické elektrárny místo. Každá budova nebo dům by podle něj měly mít své vlastní solární panely, čímž by se zamezilo plýtvání energií, ke kterému dochází při jejím přenosu po drátech.
Zdroj obrázku solárních článků www.mit.edu
