Klasické fotovoltaické články jsou velké polovodičové součástky nejčastěji vyrobené z křemíkových plátků o tloušťce 100 – 200 mikrometrů. Problém je, že takové články jsou křehké a poměrně drahé a na jejich výrobu je potřeba mnoho náročně čištěného materiálu. Výsledky týmu Harryho Atwatera ze známého amerického institutu Caltech (California Institute of Technology) nabízejí možnost snížit množství křemíku potřebného k výrobě fotočlánku až stonásobně.
Vědci staví na již dobře zvládnutých nanotechnologiích. Vytvořili jakýsi koberec z extrémně tenkých křemíkových vláken. Nitky o průměru 0,5 - 2 mikrometrů dlouhé 30 – 200 mikrometrů pokrývají jen několik procent povrchu (viz obrázek). Vzniklou strukturu výzkumníci obalili průhledným polymerem.
Problém s poledním sluncem
Předností tohoto uspořádání je výborná účinnost v případě, když světlo na článek dopadá v ostrém úhlu. Když však paprsky míří kolmo, značná část energie se nezachytí. To je samozřejmě velký problém. Kdo by stál o články, které si neporadí s poledním sluncem?
Tuto slabinu vědci odstranili díky materiálům na bázi oxidu hliníku. Obohacení průhledného "obalového" polymeru o tuto krystalickou látku zvyšuje šanci, že se foton odrazí a nakonec s velkou pravděpodobností skončí v křemíkových nanovlánech. Tam se díky známého fotoelektrickému jevu jeho energie přemění v proud.
Díky tomuto vylepšení se využije až 85 procent slunečního svitu, tvrdí Atwater, jehož práci otiskl specializovaný časopis Nature Materials.
Rizika na slibné cestě
Zatím jde jen o první kroky. Efekt byl testován na "nanokoberci" velmi malých rozměrů a není jisté, zda by se dostavil i v případě, že by byl zhotoven ve větším měřítku. Vady materiálu jsou totiž při výrobě solárních buněk velkým problémem.
Fakt, že Atwater a spol. staví na křemíku, jehož průmyslová výroba je dobře zvládnutá, však může cestu vynálezu do práce urychlit. "Prostředky, které k výrobě potřebujeme, jsou již běžně používány," říká Harry Atwater.
