Przełamywanie barier wydajności energii słonecznej
Systemy energii słonecznej, sieci ogniw fotowoltaicznych (PV), które gromadzą energię Słońca, aby generować elektryczność, można dziś obserwować na farmach solarnych i dachach domów na terenie całej Europy. I choć technologia ta ogromnie się rozwinęła w ostatnich latach, prawdziwe zainteresowanie na skalę masową wymaga przełomu, który doprowadzi do odczuwalnego zwiększenia wydajności przekształcania energii i znacznego obniżenia kosztów. Jednym z najbardziej obiecujących sposobów zwiększenia wydajności jest wykorzystanie heterostruktur ogniw słonecznych o wielu złączach z materiałów kaskadowych. Jednakże struktury te są ograniczone wymogami związanymi z dopasowaniem struktur sieci krystalicznej do wykorzystanych związków. Naukowcy pracujący nad finansowanym przez UE projektem AMON-RA dokonali imponujących postępów w kierunku zademonstrowania nowej architektury ogniw słonecznych opartej na nanoprzewodach półprzewodzących. Proces samoorganizacji i wzrostu nanoprzewodów jest dość niewrażliwy na zmienność odległości między jednostkami sieci krystalicznej (mierzonej przez stałą sieci krystalicznej). Stwarza to możliwość wykorzystania szeregu nowoczesnych wielozwiązkowych materiałów półprzewodzących o różnych stałych sieci krystalicznej, które wcześniej były niedostępne, jak również prostej i opłacalnej produkcji na podłożach krzemowych. Rozległe prace w zakresie modelowania umożliwiły symulacje na ogniwach PV opartych na nanoprzewodach oraz wyjaśnienie mechanizmów wychwytywania światła przez sieci nanoprzewodów. Postępy w zakresie wzrostu nanoprzewodów, technologii procesowej ogniw PV i pokrewnych technik pomiarowych zaowocowały demonstracją struktur nanoprzewodów PV o wyjątkowej wydajności. Dzięki zdolności gromadzenia niespotykanych ilości energii z widma solarnego, opracowanie i optymalizacja technologii nanoprzewodów PV wypracowanej w ramach projektu AMON-RA może doprowadzić do znacznego przekroczenia osiągalnej dotąd wydajności. Niskonakładowa produkcja na podłożu krzemowym pozwoli także zminimalizować koszty wytwarzania i inwestycji wstępnych.
