V srpnu 2014 vytvořili vědci z Michiganské státní univerzity plně transparentní solární koncentrátor, který by mohl proměnit jakékoli okno nebo skleněnou tabuli (například obrazovku vašeho chytrého telefonu) ve fotovoltaický solární článek. Na rozdíl od jiných „průhledných“ solárních článků, o kterých jsme v minulosti informovali, je tento skutečně průhledný, jak můžete vidět na fotografiích v celém tomto článku. Podle Richarda Lunta, který tehdy výzkum vedl, byl tým přesvědčen, že průhledné solární panely lze efektivně nasadit v široké škále prostředí, od „vysokých budov se spoustou oken nebo jakéhokoli mobilního zařízení, které vyžaduje vysokou estetickou kvalitu, jako je telefon nebo elektronická čtečka.“
Nyní se Ubiquitous Energy, startup MIT, o kterém jsme poprvé informovali v roce 2013, blíží k uvedení svých průhledných solárních panelů na trh. Lunt je spoluzakladatelem společnosti a zůstává docentem chemického inženýrství a materiálových věd na Michiganské státní univerzitě. V podstatě dělají to, že místo zmenšování součástek mění způsob, jakým článek absorbuje světlo. Článek selektivně sbírá tu část slunečního spektra, kterou okem nevidíme, zatímco běžné viditelné světlo propouští.
Z vědeckého hlediska je průhledný solární panel něco jako oxymóron. Solární články, konkrétně fotovoltaické, vyrábějí energii tím, že absorbují fotony (sluneční světlo) a přeměňují je na elektrony (elektřinu). Pokud je však materiál průhledný, z definice to znamená, že veškeré světlo prochází médiem a dopadá na zadní stranu oka. Proto byly předchozí transparentní solární články ve skutečnosti průhledné jen částečně – a aby toho nebylo málo, obvykle také vrhaly barevný stín.
Organické soli absorbují UV a infračervené záření a vyzařují infračervené záření – procesy, které probíhají mimo viditelné spektrum, takže se jeví jako transparentní.
Aby výzkumníci z Michiganské státní univerzity toto omezení obešli, použili poněkud odlišnou techniku sběru slunečního světla. Místo aby se snažili vytvořit průhledný fotovoltaický článek (což je téměř nemožné), používají průhledný luminiscenční solární koncentrátor (TLSC). TLSC se skládá z organických solí, které absorbují specifické neviditelné vlnové délky ultrafialového a infračerveného světla, které pak luminiskují (září) jako další vlnová délka infračerveného světla (rovněž neviditelná). Toto vyzářené infračervené světlo je vedeno k okraji plastu, kde jej tenké proužky běžného fotovoltaického solárního článku přemění na elektřinu.
Pokud se podíváte pozorně, můžete vidět několik černých proužků podél okrajů plastového bloku. Jinak je však aktivní organický materiál – a tedy i většina solárního panelu – vysoce průhledný. (Přečtěte si: Solární singletové štěpení ohýbá fyzikální zákony a zvyšuje účinnost solární energie o 30 %)
Prototyp TLSC má v současné době účinnost kolem 1 %, ale myslí si, že po zahájení výroby by mělo být možné dosáhnout účinnosti 10&. Netransparentní luminiscenční koncentrátory (které zalévají místnost barevným světlem) dosahují maximálně kolem 7 %. Sama o sobě to nejsou velká čísla, ale ve větším měřítku – každé okno v domě nebo kancelářském bloku – se čísla rychle sčítají. A i když pravděpodobně nemluvíme o technologii, která by dokázala udržet váš smartphone nebo tablet v chodu po neomezenou dobu, výměna displeje vašeho zařízení za TLSC by vám mohla přinést několik dalších minut nebo hodin používání na jedno nabití baterie.
„Otevírá to velký prostor pro nasazení solární energie neinvazivním způsobem,“ řekl Lunt v rozhovoru pro blog Michigan State’s Today. „Lze ji použít na vysokých budovách se spoustou oken nebo na jakémkoli mobilním zařízení, které vyžaduje vysokou estetickou kvalitu, jako je telefon nebo elektronická čtečka. Nakonec chceme vytvořit povrchy pro sběr sluneční energie, o kterých ani nebudete vědět, že tam jsou.“
Výzkumníci – a společnost Ubiquitous Energy – jsou přesvědčeni, že technologii lze škálovat od velkých průmyslových a komerčních aplikací až po spotřebitelská zařízení, přičemž zůstane cenově dostupná. Zatím je jednou z větších překážek rozsáhlého rozšíření solární energie rušivá a ošklivá povaha solárních panelů – je zřejmé, že pokud bychom dokázali vyrábět velké množství solární energie z plátů skla a plastu, které vypadají jako normální pláty skla a plastu, bylo by to neuvěřitelné.
Další informace najdete v článku Jak fungují solární články?
Původní verzi tohoto článku napsal Sebastian Anthony. Od té doby byl aktualizován o nové informace.