Vědci ze španělského výzkumného institutu ICFO představili nový způsob, jak zvýšit účinnost solárních článků. Jejich metoda omezuje energetické ztráty, které vznikají při přeměně slunečního záření na elektřinu. Podle výzkumníků by tento přístup mohl v budoucnu umožnit účinnost až 43 procent, zatímco běžné komerční panely dnes dosahují přibližně 20 až 23 procent.
Výzkumníci se zaměřili na problém, kterému vědci dosud věnovali méně pozornosti. Solární články totiž část přijaté energie ztrácejí nejen ve formě tepla, ale také při vyzařování světla. Právě způsob, jakým články světlo vyzařují do okolí, omezuje jejich maximální účinnost. Nová metoda nabízí možnost tyto ztráty snížit pomocí upravené konstrukce článku.
Researchers at the Institut de Ciències Fotòniques have detailed a new type of solar cell that should allow up to 43 percent efficiency. https://t.co/JsWL5O2y3L
— Engadget (@engadget) November 8, 2026
Tenká vrstva stříbra pomáhá omezit energetické ztráty
Běžné solární články využívají polovodičové materiály, nejčastěji krystalický křemík. Když na jejich povrch dopadne sluneční světlo, fotony předají energii elektronům a umožní vznik elektrického proudu. Článek však nedokáže využít veškerou přijatou energii. Část se přemění na teplo, zatímco další ztráty souvisejí s vyzařováním světla do okolí. Tento problém zahrnuje takzvané Boltzmannovy ztráty.
Tým z ICFO proto upravil konstrukci organického solárního článku. Výzkumníci využili tenkou stříbrnou elektrodu a soustavu dalších vrstev, které společně vytvářejí optickou dutinu. Ta umožňuje propouštět dopadající sluneční záření a současně omezuje vyzařování světla do velkých úhlů. Článek tak může efektivněji využívat přijatou energii.
Laboratorní experimenty potvrdily, že úprava konstrukce dokáže zvýšit účinnost organického článku. Přestože jde zatím o dílčí zlepšení, výsledek ukazuje další cestu, jak omezovat energetické ztráty. Výhodou navrženého řešení je také poměrně jednoduchá konstrukce, která podle vědců nevyžaduje výrazně složitější výrobní postupy.
„Naše studie představuje významný krok vpřed v oblasti přeměny sluneční energie, protože otevírá zcela neprozkoumanou cestu k překonání Shockleyova a Queisserova limitu,“ uvedl první autor studie Francisco Bernal Texca. Výzkumníci své výsledky popsali v odborném časopise Energy & Environmental Science.
Účinnost solárních článků by mohla dosáhnout 43 procent
Takzvaný Shockleyův a Queisserův limit stanovuje za určitých podmínek teoretickou hranici účinnosti běžných jednopřechodových solárních článků přibližně na 33,16 procenta. Nový přístup naznačuje, že omezení světelných ztrát může tuto hranici posunout. Vědci se přitom nesnaží pouze zachytit více slunečního záření, ale také lépe řídit světlo, které článek sám vyzařuje.
Podle výzkumníků by vhodné omezení úhlů vyzařovaného světla mohlo teoreticky umožnit účinnost blížící se 43 procentům. Takového výsledku však zatím nedosáhli. Současné experimenty potvrdily především funkčnost navrženého principu. Vědci zároveň předpokládají, že by jej mohli využít také u dalších fotovoltaických technologií.
Pokrok zaznamenávají i další výzkumné týmy. Čínská společnost LONGi představila tandemový solární článek s laboratorně ověřenou účinností 35,5 procenta. Kombinuje krystalický křemík s perovskitem, přičemž jednotlivé vrstvy využívají různé části slunečního spektra. Také tato technologie má podle výrobce teoretický potenciál dosáhnout účinnosti kolem 43 procent.
Další možnost představuje proces označovaný jako singletové štěpení. Ten umožňuje z energie jednoho fotonu vytvořit dvě excitace. Vědci z japonské Kyushu University a německé Johannes Gutenberg University Mainz při experimentech dosáhli kvantového výtěžku přibližně 130 procent. Tento údaj však neznamená, že solární článek přeměnil 130 procent dopadající energie na elektřinu.
Technologie z ICFO zatím zůstává ve fázi výzkumu a její praktické využití vyžaduje další vývoj. Pokud se vědcům podaří nový princip přenést do komerčních solárních článků, mohl by pomoci zvýšit množství elektřiny získané ze stejné plochy. Vyšší účinnost by zároveň mohla snížit náklady na výrobu solární energie.
