Panele słoneczne na sterydach – kwantowa kropka to przyszłość

Są maleńkie – raptem kilka nanometrów średnicy, czyli 10 000 razy mniej niż grubość ludzkiego włosa. Nanokryształy, nazywane często sztucznymi atomami, były dotąd znane głównie fanom technologii QLED, zapewniając telewizorom barwy tak żywe, że trudno oderwać wzrok. Dziś jednak wychodzą poza ekrany i mogą zupełnie odmienić sposób, w jaki świat korzysta z energii słonecznej.

Pionierską rolę w tej rewolucji odgrywają firmy First Solar i UbiQD. Ich współpraca właśnie nabrała rozpędu, a amerykańska branża rozwiązań solarnych z niecierpliwością czeka na efekty, które mogą dosłownie wywrócić do góry nogami przemysł zajmujący się zieloną energią.

Nanotechnologia na ratunek

Kropki kwantowe mają wyjątkową zdolność przechwytywania i przekształcania szerszego spektrum światła słonecznego niż tradycyjne ogniwa na bazie krzemu. Jak to działa? Wszystko sprowadza się do tego, że QD pozwala wycisnąć więcej energii z każdego pojedynczego fotonu. Wydajność paneli solarnych z kwantową kropką rośnie lawinowo.

Według Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii USA, owa technologia może nawet podwoić efektywność przekształcania światła słonecznego w prąd elektryczny. Nie mówimy tu o drobnej korekcie – mówimy o dwukrotnej poprawie wydajności, a to sporo. Amerykanie już ostrzą sobie na to zęby. Reszta świata patrzy natomiast i wstrzymuje oddech.

Czytaj dalej poniżej

Tegoroczne lato będzie miało trzy najkrótsze dni w historii. Co się dzieje z Ziemią?! Jakub Szczęsny

Szympansy też mają swoją "modę" – nie zgadniesz, gdzie wkładają sobie źdźbła trawy Jakub Szczęsny

Z ekranów na dachy

Po kilku latach badań laboratoryjnych First Solar zamierza wprowadzić technologię kropek kwantowych do swoich cienkowarstwowych, dwustronnych paneli solarnych. Wdrożenie na rynku komercyjnym zaplanowano na koniec 2026 roku. Początkowo warstwa kropek pojawi się na spodniej stronie panelu, przechwytując światło odbijające się od ziemi – to zasadniczo ta część światła, która się wprost... marnowała.

W niektórych przypadkach ta zmiana może nawet dwukrotnie zwiększyć wydajność spodniej strony panelu. A w przeliczeniu na skalę przemysłową, nawet niewielkie usprawnienie przekłada się na ogromne wzrosty efektywności całych instalacji.

Ameryka vs Chiny

To wszystko dzieje się w niełatwym momencie dla amerykańskiego przemysłu solarnego. Polityka administracji Trumpa i obecne zawirowania polityczne zmusiły branżę do szukania alternatywnych ścieżek rozwoju. First Solar, choć początkowo korzystało pełnymi garściami z polityki administracji Bidena, teraz zmaga się z poważnymi wyzwaniami. Technologia QD może być właśnie tym, czego amerykański sektor potrzebuje, by odzyskać przewagę technologiczną nad dominującymi w produkcji Chinami.

Oczywiście nie wszystko jest takie łatwe i cudowne. Pomimo imponujących wyników laboratoryjnych, eksperci przestrzegają, że przeniesienie tych wyników na masowy rynek to zupełnie inna historia. Niestety, wiele obiecujących technologii solarnych upada właśnie na tym etapie. Technologia QD musi teraz udowodnić, że jest w stanie wytrzymać test "w boju".

Co istotne, pierwsze generacje kropek kwantowych miały poważne problemy związane z toksycznością materiałów. Metale ciężkie: kadm oraz ołów, mogły przedostawać się do środowiska, stanowiąc zagrożenie ekologiczne. UbiQD twierdzi, że ich generacja kropek oparta jest na nietoksycznej mieszance miedzi i indu, co ogromnie zwiększa bezpieczeństwo środowiskowe i otwiera drogę do szerokiego zastosowania rozwiązania.

Czytaj również: Tego o grawitacji dotychczas nie wiedzieliśmy. Zaskakujące odkrycie naukowców

Od wyświetlaczy do energii

UbiQD zamierza na ten kanwie uruchomić jeden z największych na świecie zakładów produkcyjnych w Stanach Zjednoczonych. Roczne zapotrzebowanie samego First Solar na ten materiał ma przekraczać 100 ton, co już teraz dwukrotnie przewyższa globalny popyt w branży wyświetlaczy. Wiele wskazuje na to, że plany są poważne. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, Amerykanie mnóstwo zyskają, ale ostatecznie — zyska również i świat.