Vědci vyvinuli první perovskitový luminiscenční solární koncentrátor bez olova

První transparentní luminiscenční solární koncentrátor založený na bezolovnatých perovskitových nanokrystalech vyvinuli vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) ve spolupráci s kolegy z Univerzity Friedricha Alexandra v německém Erlangenu, Vysokého učení technického v Brně a Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava. Unikátní řešení překonává nevýhody dosavadních perovskitových zařízení pro získávání sluneční energie, jimiž je zejména přítomnost olova a nízká stabilita.  

Luminiscenční solární koncentrátory (LSCs) jsou zařízení schopná absorbovat sluneční záření a koncentrovat je na svých okrajích, kde následně dochází k jeho přeměně na elektrickou energii pomocí zabudovaného solárního článku. „Hlavní myšlenkou celého konceptu LSCs jsou energeticky soběstačné budovy, kdy se efektivně využijí jejich obecně velké prosklené plochy k produkci elektrické energie. Díky vysoce luminiscenčním a koloidně stabilním bezolovnatým perovskitovým nanokrystalům, které jsme vyvinuli v naší skupině Fotoelektrochemie, jsme mohli zkonstruovat dostatečně transparentní solární koncentrátor, který svými parametry připomíná klasické okno,“ vysvětlil korespondenční autor studie Štěpán Kment. Článek publikoval časopis Americké chemické společnosti ACS Applied Energy Materials.

Další velkou výhodou nového LSC je absence olova, které se u tohoto typu perovskitových nanokrystalů stále dominantně používá, ale zároveň přináší značné environmentální a zdravotní komplikace. „U tohoto nového typu LSC se nám podařilo dosáhnout velice slibných účinností a dobré fotostability. Vědecká práce vznikla zejména díky výborné tuzemské a zahraniční spolupráci s našimi kolegy z brněnského Vysokého učení technického a Univerzity Friedricha Alexandra v německém Erlangenu. Mé velké díky patří také Nadačnímu fondu Univerzity Palackého, který z velké části financoval můj pobyt v Erlangenu ve skupině profesora Schmukiho a profesora Brabce,“ uvedl první autor článku a Ph.D. student fyzikální chemie na Přírodovědecké fakultě UP Lukáš Zdražil.

Výzkumný tým  rovněž zúročil své zkušenosti s konstrukcí LSC z minulého roku. Autoři tehdy využili jiný druh luminiscenčních 0D nanomateriálů, uhlíkových teček, k tvorbě tandemového LSC. Výsledky zveřejnil časopis Nanoscale.

Luminiscenční solární koncentrátory jsou významným krokem na cestě, jejímž cílem je tvorba  udržitelné a obnovitelné sítě fotovoltaických elektráren zabudovaných do prosklených ploch městských budov. To by mohlo přispět k navýšení využití solární energie bez zbytečných zásahů do krajiny.

 

 

 

23. 6. 2021