Istraživači sa Univerziteta Stanford su razvili eksperimentalnu solarnu ćeliju napravljenu u potpunosti od ugljenika. Pored obezbeđivanja obećavajuće alternative sve skupljim materijalima koji se koriste u proizvodnji tradicionalnih solarnih ćelija, prototip od tankog filma je napravljen od ugljeničnih materijala koji mogu biti premazani na površine direktno iz rastvora, smanjujući proizvodne troškove i nudeći potencijal za postavljanje fleksibilnih solarnih ćelija na prozore u zgradama i automobilima.
Diplomac sa Stanforda, Majkl Vosguretičian (Michael Vosgueritchian), koji je koautor studije, kaže: "Druge grupe koje su prethodno tvrdile da su razvile sve-ugljeničnu solarnu ćeliju su bile ograničene sa činjenicom da je "sve-ugljenična" komponenta ovih drugih ćelija bila samo srednji aktivni sloj. U poređenju sa njima, celovitost Stanford solarne ćelija, uključujući i elektrode, je napravljena od ugljeničnih materijala.
Umesto skupih provodnih metala, kao što je srebro i indijum kalaj oksid (ITO - indium tin oxide), koje se koriste za elektrode tipičnih solarnih ćelija, istraživači sa Stanforda, vođeni profesorom Žanan Baoom, su koristili grafen i jednozidne ugljenične nanocevi, koje se mogu pohvaliti sa impresivnom električnom provodljivošću i odličnim svojstvima apsorpcije svetlosti.
Za razliku od "sve-ugljenične" solarne ćelije koju je razvijo MIT, i o kojoj smo pisali ranije ove godine, aktivni sloj solarne ćelije je napravljen od materijala koji sadrži ugljenične nanocevi i molekule u obliku fudbalskih lopti sa atomima ugljenika na svakom temenu.
MIT-ov prototip je postigao efikasnost od samo 0,1 odsto, dok je Stanfordov prototip postigao efikasnost malo ispod jednog procenata, što je daleko manje efikasnije od konvecijalnih silicijumskih solarnih ćelija. Ipak, profesor Bao kaže da očekuju da će se sa boljim materijalima i boljim tehnikama obrade, efikasnost dramatično povećati.
Glavni problem je u tome što ujedno i MIT-ov i Stanfordova solarna ćelija na bazi ugljenika prvenstveno apsorbuju svetlost u bliskom infracrvenom delu spektra. Kako bi poboljšali efikasnost, tim sa Stenforda eksperimentiše sa ugljeničnim nanomaterijalima koji mogu da apsorbuju više svetlosti u širem opsegu talasnih dužina, uključujući i vidljivog spektra.
Oni takođe traže načine za poboljšanje glatkoće i finoće same solarne ćelija, pošto "hrapavost može dovesti do kratkog spoja uređaja i otežava provodljivost i generisanje energije", kaže Bao. "Moramo da smislimo kako da učinimo svaki sloj veoma glatkim dobrim slaganjem nanomaterijala."
Uprkos neefikasnosti u odnosu na tradicionalne solarne ćelije, postoje neki uslovi u kojima ugljenične solarne ćelije mogu da nadmaše konvencijalne uređaje. Pošto materijali napravljenji od ugljenika ostaju stabilni na temperaturama od gotovo 600 stepeni Celzijusa, oni mogu funkcionisati u ekstremnim uslovima.
"Verujemo da bi sveugljnična solarna ćelija mogla da se koristi u ekstremnim uslovima, kao što je na visokim temperaturama ili pri velikim opterećenjima", kaže profesor Bao. "Ali očigledno mi želimo najveću moguću efikasnost ćelija i radimo na tome da poboljšamo naše uređaj."
