Tím výskumníkov z Univerzity Martina Luthera v Halle-Wittenbergu dosiahol významný prelom vo vývoji solárnych technológií. Pomocou ultratenkých vrstiev kryštálov vytvorili štruktúru, ktorá produkuje až tisícnásobne viac elektrickej energie než tradične používané materiály.
Základnou zložkou tohto „kryštálového sendviča“ je titaničitan bárnatý (BaTiO₃) – známy feroelektrický materiál. Hoci samostatne generuje len malé množstvo elektriny, vedci objavili, že jeho výkon dramaticky stúpa, ak sa vloží medzi vrstvy titaničitanu strontnatého a titaničitanu vápenatého.
Výsledná štruktúra má výnimočné vlastnosti:
- Až 1000× vyšší elektrický výstup než samotný BaTiO₃
- Účinnejšia absorpcia svetla a efektívnejší pohyb elektrónov
- Trvalá stabilita výstupu aj po 6 mesiacoch testovania
„Kľúčové je striedanie feroelektrických a paraelektrických vrstiev,“ vysvetľuje Dr. Akash Bhatnagar, vedúci tímu. Vďaka tejto kombinácii vznikajú podmienky, ktoré zvyšujú schopnosť materiálu zachytávať svetlo a premieňať ho na elektrický náboj s nebývalou účinnosťou.
Vedci na vytvorenie vrstiev použili vysoko presný laserový proces, ktorým nanášali 500 vrstiev hrubých len 200 nanometrov. Aj napriek tomu, že použili o dve tretiny menej fotoaktívneho materiálu než pri klasickom prístupe, dosiahli omnoho silnejší výstupný prúd.
Dôsledky pre budúcnosť solárnej energie sú zásadné.
Táto technológia by mohla nahradiť kremíkové solárne panely, ktoré sú dnes štandardom. Nový materiál je navyše kompaktnejší, lacnejší na výrobu a odolnejší voči poškodeniu, čo ho robí ideálnym pre mestské oblasti s obmedzeným priestorom.
Aj keď výskum ešte pokračuje, výsledky naznačujú, že týmto smerom sa môže uberať budúcnosť výroby elektriny – viac energie z menšej plochy a s nižšími nákladmi. Nemecký tím tak otvoril nové dvere v oblasti efektívneho využívania slnečného žiarenia.
