Znajdź zawartość

Zespół profesora Xaioyanga Zhu z University of Texas odkrył, iż dzięki zastosowaniu w ogniwach słonecznych plastikowego półprzewodnika można dwukrotnie zwiększyć liczbę elektronów uzyskiwanych z pojedynczego fotonu. Tym półprzewodnikiem jest policykliczny węglowodór aromatyczny, pentacen. Przed rokiem pisaliśmy, że profesor Zhu przeprowadził badania, z których wynikało, że wydajność ogniw słonecznym można będzie zwiększyć do 66%. Obecnie najbardziej wydajne urządzenia tego typu są w stanie przekształcić w prąd elektryczny około 31% energii słonecznej. Dzieje się tak, gdyż zdecydowaną większość energii stanowią tzw. gorące elektrony, których nie potrafiliśmy przechwytywać. Zhu pokazał, w jaki sposób można to zrobić. Profesor zaznaczył wówczas, że stworzenie szeroko dostępnej technologii będzie trudne, gdyż wymaga mocnego skoncentrowania promieni słonecznych na panelach, do czego z kolei konieczne jest opracowanie sposobów produkcji ogniw z nowych materiałów. Teraz zespół pod kierunkiem uczonego znalazł alternatywę. Uczeni odkryli, że możliwe jest uzyskanie dwóch elektronów z pojedynczego fotonu i ich przechwycenie. Co więcej, ich rozwiązanie nie wymagałoby koncentrowania promieni. Okazało się bowiem, że po zaabsorbowaniu fotonu przez pentacen zachodzi zjawisko MEG, o którym informowaliśmy przed kilkoma dniami, przy okazji stworzenia ogniwa słonecznego o zewnętrznej wydajności kwantowej przekraczającej 100%. Zdaniem Zhu zastosowanie pentacenu pozwoli na zwiększenie wydajności ogniw do 44%.

Badacze z amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) poinformowali o stworzeniu pierwszego ogniwa słonecznego, którego zewnętrzna wydajność kwantowa wynosi ponad 100%. Dla fotoprądu wartość zewnętrznej wydajności kwantowej - podawaną w procentach - wylicza się na podstawie liczby elektronów przepływających przez obwód w ciągu sekundy podzielonej przez liczbę fotonów z określonej długości fali, wpadających w ciągu sekundy do ogniwa słonecznego. Dotychczas nie istniały ogniwa, których wydajność w jakimkolwiek zakresie fali przekraczałaby 100%. Uczonym z NREL udało się osiągnąć szczytową wydajność kwantową rzędu 114%. W przyszłości może to pozwolić na zbudowanie ogniw słonecznych, z których energia będzie równie tania, lub tańsza, od energii uzyskiwanej z paliw kopalnych czy energii jądrowej. Mechanizm uzyskania wydajności większej niż 100% bazuje na procesie zwanym Multiple Exciton Generation (MEG), podczas którego pojedynczy foton o odpowiednio wysokiej energii tworzy więcej niż jedną parę elektron-dziura. W roku 2001 pracujący w NREL Arthur J. Nozik przewidział, że MEG będzie lepiej działało w półprzewodnikowych kropkach kwantowych niż w zwykłych półprzewodnikach. Pięć lat później w pracy opublikowanej wraz z Markiem Hanną Nozik stwierdził, że kropki kwantowe użyte w ogniwach słonecznych mogą zwiększyć ich wydajność o około 35% w porównaniu z innymi nowoczesnymi rozwiązaniami. Ogniwa bazujące na kropkach kwantowych nazywane się ogniwami trzeciej (lub kolejnej) generacji. Obecnie buduje się ogniwa pierwszej i drugiej generacji. Zjawisko MEG, zwane też Carrier Multiplication (CM), zostało po raz pierwszy zaprezentowane w Los Alamos National Laboratory w 2004 roku. Od tamtej chwili wiele innych ośrodków badawczych potwierdziło jego występowanie w różnych półprzewodnikach. Teraz NREL zaprezentował MEG o wartości większej niż 100%. Badań dokonano przy niskiej intensywności symulowanego światła słonecznego, a mimo to eksperymentalne ogniwo słoneczne osiągnęło wydajność konwersji energii rzędu 4,5%. To bardzo dobry wynik, biorąc pod uwagę fakt, że ogniowo nie było optymalizowane pod kątem wydajności.

Sharp opracował najbardziej wydajne ogniwo słoneczne w historii. Jest ono w stanie zamienić na prąd elektryczny aż 36,9% energii padających nań promieni słonecznych. Wydajność urządzenia została niezależnie potwierdzona przez japoński Narodowy Instytut Zaawansowanych Nauk Przemysłowych i Technologii (AIST). Nowe ogniwo składa się z trzech warstw ułożonych na krzemowym podłożu. Warstwę pierwszą, patrząc od podłoża, stanowi arsenek indowo-galowy (InGaAs). Warstwa środkowa została stworzona z indu i galu (InGa), a warstwa najwyższa to fosforek indowo-galowy (InGaP). Sharp od lat jest liderem w rozwoju technologii ogniw słonecznych. W 2003 roku trójwarstwowe ogniwo tej firmy, bez wspomagania koncentracją promieni, osiągnęło wydajność 31,5%. Już rok później z ogniw Sharpa korzystał satelita Reimei. W roku 2007 dzięki skoncentrowaniu promieni słonecznych na ogniwie osiągnięto wydajność 40%. Dwa lata później trójwarstwowe ogniwo Sharpa pozyskało 35,8% energii z nieskoncentrowanych promieni. Obecnie poprawiono ten wynik o 1,1 punktu procentowego.

Jeśli naukowcy z MIT-u osiągną to, co zamierzają, w przyszłości szyby w budynkach będą działały jak ogniwa słoneczne, a jednocześnie nie stracą nic ze swojej przejrzystości. Stanie się to możliwe dzięki stworzeniu ogniw fotowoltaicznych z molekuł organicznych. Zostaną one nałożone na zwykłe szyby i umożliwią tworzenie energii zasilającej budynek. Profesor Vladimir Bulović mówi, że od 50 do 75 procent kosztów ogniw cienkowarstwowych stanowią ceny instalacji, a z kolei połowa kosztów samych paneli to koszty szklanego podłoża i innych części struktury. Uczony twierdzi, że dzięki opracowanej przez niego oraz Richarda Lunta uda się znacznie obniżyć koszt paneli. Już wcześniej próbowano tworzyć przezroczyste ogniwa słoneczne, jednak albo charakteryzowała je niezwykle niska wydajność (poniżej 1%), albo też blokowały tak dużo światła, że nie mogły być używane na szybach. Uczeni z MIT-u znaleźli nową chemiczną formułę, która po połączeniu z pokryciem częściowo odbijającym podczerwień, zapewnią w przyszłości przezroczystym ogniwom paliwowym wydajność porównywalną z tradycyjnymi ogniwami. W nowych budynkach czy też tam, gdzie szyby są wymieniane, zastosowanie szyb z ogniwami słonecznymi będzie oznaczało jedynie niewielki wzrost kosztów, gdyż będzie to takie samo szkło, ramy oraz procedury montażowe, jak w przypadku zwykłych okien, na które trzeba by przeznaczyć pieniądze. Jedynymi dodatkowymi elementami będzie okablowanie i kontroler napięcia. W stosowanych obecnie oknach z podwójnymi szybami ogniwa można nakładać na wewnętrzne strony szyb, gdzie będą chronione przed wpływem czynników atmosferycznych. Obecnie ogniwa z MIT-u znajdują się na wczesnej fazie rozwoju i obecnie ich wydajność wynosi 1,7%. Bulović i Lunta zapewniają, że w przyszłości będą zamieniały w elektryczność aż 12% energii słonecznej, jaka do nich dociera. Uczeni mówią, że ich produkt powinien trafić na rynek w ciągu najbliższych 10 lat. Profesor Max Shetin z University of Michigan stwierdza, że pomysł uczonych z MIT-u jest bardzo ciekawy, jednak to jedna z wielu podobnych idei, a zagrożeniem dla nich wszystkich może okazać się żywotność materiału, z którego będą wykonane ogniwa. Obecnie nie wiadomo, jak długo jest on w stanie spełniać postawione przed nim zadanie. Shetin zauważa też, że nowa technologia spełni pokładane w niej nadzieje tylko wówczas, gdy rzeczywiście zostanie osiągnięta zakładana wydajność.

Zdolność półprzewodnikowych ogniw słonecznych do wykorzystywania światła naszej gwiazdy zależy od przerw energetycznych charakteryzujących użyte materiały. Jako że żaden półprzewodnik nie ma odpowiednich właściwości pozwalających mu na pracę z całym spektrum światła, dotychczas opracowane ogniwa, które potrafią je wykorzystywać, zbudowane są z wielu warstw różnych półprzewodników. To z kolei powoduje, że ich produkcja jest na tyle kosztowna, iż żadne takie ogniwa nie są dostępne w sprzedaży na rynku konsumenckim. Władysław Walukiewicz i kierowany przezeń zespół Solar Energy Materials Research Group w Lawrence Berkeley National Laboratory stworzyli właśnie ogniwa, które nie tylko współpracują z całym spektrum światła słonecznego, ale ich produkcja jest łatwa i tania. Walukiewicz i Kin Man Yu od 2002 roku pracują nad znalezieniem odpowiednich materiałów na ogniwa słoneczne. Mają na swoim koncie spore osiągnięcia, jednak wszystkie dotychczas opracowane materiały były drogie i trudne w produkcji. Tym razem naukowcy wykorzystali powszechnie używany w przemyśle półprzewodnikowym arsenek galu, ale zastąpili w nim część atomów arsenu azotem. Wprowadzili w ten sposób do materiału kolejną przerwę energetyczną, a uzyskany tak materiał można produkować za pomocą metody MOCVD (metaloorganiczne chemiczne osadzanie z fazy gazowej), która jest obecnie szeroko stosowana w przemyśle. Arsenek galu wzbogacony azotem znany jest od lat, ale osiągnięciem zespołu Walukiewicza jest odpowiednia architektura przerw energetycznych. Uczeni założyli, że warunkiem działania ich ogniwa będzie dobre odizolowanie pośredniej przerwy od miejsc, w których gromadzone są ładunki elektryczne. Przerwa pośrednia musi absorbować światło, ale nie może przewodzić prądu - wyjaśnia Walukiewicz. Testowe urządzenie gromadziło elektrony z przerwy przewodzącej i dziury z przerwy walencyjnej. Przerwa środkowo była zablokowana i od góry i od dołu. Dla porównania stworzono niemal identyczne urządzenie, w którym przerwa pośrednia była zablokowana tylko od góry. Testy wykazały, że urządzenie docelowe - to z zablokowaną przerwą - bardzo dobrze odpowiada na światło słoneczne i reaguje na spektrum od podczerwieni (1,1 eV) do ultrafioletu (3,2 eV). Z kolei urządzenie z odblokowaną przerwą pośrednią dobrze reagowało tylko na bliską podczerwień.

Naukowcy z New Jersey Institute of Technology (NJIT) opracowali ogniwa słoneczne, które mogą być nadrukowywane na elastyczne podłoża z tworzyw sztucznych. Świat coraz częściej sięga po odnawialne źródła energii, ale ich wykorzystanie nie jest łatwe. Trzeba budować wielkie tamy i olbrzymie farmy wiatrowe. Z kolei produkcja ogniw słonecznych jest dość skomplikowana, gdyż wykorzystuje się w nich oczyszczony krzem, podobnie jak w układach scalonych. Prace uczonych z New Jersey dają nadzieję na stworzenie taniego i prostego w produkcji ogniwa. Organiczne ogniwa słoneczne nadrukowane na polimerach mogą stać się tanim źródłem odnawialnej energii. Możliwości ich zastosowania są niemal nieograniczone. Wyobraź sobie, że jedziesz hybrydowym samochodem, na dachu którego nadrukowane jest ogniwo słoneczne i zasila ono pojazd – mówi profesor Mitra, szef zespołu badawczego. Drukowane ogniwo wykorzystuje nanorurki węglowe, które są 50 000 cieńsze niż ludzki włos. Są one lepszym przewodnikiem energii niż jakiekolwiek inne szeroko stosowane materiały. Zespół Mitry połączył rurki z fulerenami, tworząc strukturę przypominającą kształtem węża. Fulereny umieszczone na polimerze, na który pada światło słoneczne potrafią wyłapać i uwięzić elektrony elektrony, ale ich nie przewodzą. To rola nanorurek, które pozwalają na przepływ energii. Pewnego dnia właściciele domów będą mogli wydrukować sobie ogniwa słoneczne na niedrogiej drukarce atramentowej. Później będą mogli przymocować je do dachu, ściany czy gdziekolwiek indziej i samodzielnie zaopatrywać się w energię – mówi profesor Somenath Mitra, dziekan Wydziału Nauk Chemicznych i Środowiskowych NJIT.

Uczeni od dziesięcioleci teoretyzowali, że możliwe jest dwukrotne zwiększenie wydajności ogniw słonecznych o ile uda się wykorzystać tak zwane "gorące elektrony". Teraz naukowcy z jezuickiego Boston College eksperymentalnie dowiedli, że teoria jest prawdziwa. Gdy światło słoneczne dociera do ogniwa, wynikiem jego oddziaływania jest pojawienie się wolnych elektronów o różnych stanach energetycznych. Pozyskanie z nich energii jest możliwe, gdy osiągną niskie zakresy pasma przewodnictwa. Problem w tym, że w międzyczasie te wysoko energetyczne "gorące" elektrony tracą większość energii. Tak na przykład dzieje się, gdy do ogniwa słonecznego zoptymalizowanego pod kątem pozyskiwania energii z pasma podczerwieni dociera foton o wyższym stanie energetycznym. Najpierw zamienia się on w "gorący elektron" i dopiero z niego pozyskiwana jest energia. Zanim się to jednak stanie, elektron sporo jej traci. Gdyby udało się przechwytywać energię z "gorących elektronów" zanim ją stracą, teoretyczna wydajność ogniw słonecznym mogłaby wzrosnąć nawet do 67%. Zespół z Boston College wykorzystał niezwykle cienkie ogniwa słoneczne, których grubość nie przekraczała 30 nanometrów i opracował mechanizm, dzięki któremu energia z "gorących elektronów" jest przechwytywana zanim elektrony "ostygną". Ich odkrycie będzie przydatne nie tylko w energetyce. "Gorące elektrony" powstają również w półprzewodnikach, a ich wysokie energie przyczyniają się do stopniowej degradacji urządzeń. Niewykluczone że teraz uda się w użyteczny sposób wykorzystać "gorące elektrony" tworzące się w urządzeniach elektronicznych. Profesor Krzysztof Kempa, szef zespołu badawczego, stwierdził, że sukces odniesiono dzięki zminimalizowaniu środowiska, w którym pojawiają się elektrony, dzięki czemu ograniczono im szanse ucieczki. Kempa porównuje technologię opracowaną przez jego zespół do próby ogrzania basenu za pomocą filiżanki wrzącej wody. Po wlaniu wody do środka basenu, temperatura wody na jego brzegach nie zmieni się, gdyż ciepło zostanie w międzyczasie rozproszone. Jeśli jednak tę samą filiżankę wlejemy do kranu z lecącą wodą, jej temperatura natychmiast wzrośnie. Mniejsza powierzchnia uniemożliwi rozproszenie się ciepła. Zmniejszyliśmy rozmiary ogniwa słonecznego czyniąc je cienkim. Dzięki temu gorące elektrony znalazły się bliżej powierzchni, gdzie łatwiej je wykorzystać. Trzeba je bowiem przechwycić w czasie krótszym niż pikosekunda - mówi Kempa. W skład jego zepołu wchodzili też Michael Naughton, Jakub Rybczynski i Zhifeng Ren. Podczas przeprowadzonych eksperymentów ultracienkie ogniwo, które wykorzystywało 50-krotnie mniej pochłaniacza niż ogniwa tradycyjne, charakteryzowało się wydajnością rzędu 3%. Użycie doskonalszych materiałów i technologii powinno znacząco zwiększyć wydajność ogniw.

Już wkrótce ogniwa słoneczne mogą być nawet dziesięciokrotnie tańsze. Brian Korgel z University of Texas opracował technologię nadrukowywania i namalowywania ogniw słonecznych na dachy i ściany budynków. Może to w dużej mierze zastąpić obecnie wykorzystywane osadzanie w fazie gazowej, co wymaga użycia komory próżniowej i wysokich temperatur. Obecnie stosowane metody pozyskiwania energii słonecznej są drogie, z tego też powodu nie są one w stanie konkurować z paliwami kopalnymi. Największą część wydatków pochłania infrastruktura, dlatego też ważne jest obniżenie jej ceny. Przez ostatnie dwa lata Brian Korgel, we współpracy z kilkoma innymi profesorami, pracował nad nanomateriałami, których można by użyć do produkcji farby zdolnej do pozyskiwania energii z promieni słonecznych. Naukowcy właśnie zaprezentowali tusz, który umożliwia ich drukowanie na plastikach i stali, a więc można będzie wyposażać w ogniwa słoneczne nowo budowane obiekty. Uczeni twierdzą, że już wkrótce będą w stanie stworzyć odpowiednią farbę, którą będziemy mogli używać na już istniejących dachach. Korgel już w 2002 roku założył firmę Innovalight, która oferowała tusze zawierające krzem. Teraz on i jego współpracownicy postanowili wykorzystać tańszy i bardziej obiecujący CIGS (miedź-ind-gal-selen).

W laboratoriach Sharpa powstało najcieńsze ogniwo słoneczne. Grubość urządzenia wynosi zaledwie 0,8 milimetra. Ogniwo o wymiarach 67,5x41x0,8 mm zapewnia moc rzędu 300 miliwatów, napięcie 4,5 wolta i natężenie 67 mA. Może ono być używane w urządzeniach przenośnych jako dodatkowe źródło zasilania. Nowe ogniwo jest elastyczne, można je zatem będzie zastosować na obudowie laptopa, telefonu komórkowego czy przenośnej konsoli do gry. Dzięki temu przedłużymy czas pracy na bateriach i zyskamy dodatkowe źródło taniej, ekologicznej energii. Masowa produkcja nowych ogniw rozpocznie się w czerwcu. Docelowo Sharp chce ich wytwarzać 100 000 miesięcznie.

Profesor Zhong Lin Wang z Georgia Institute of Technology jest autorem pierwszego hybrydowego nanogeneratora energii elektrycznej. Dotychczas nanogeneratory potrafiły pozyskiwać energię jednego tylko rodzaju. Urządzenie Wanga wytwarza energię elektryczną zarówno z energii słonecznej jak i kinetycznej. Może więc ono w przyszłości posłużyć do stworzenia generatorów zasilających np. samoloty. Z jednej strony mogłyby bowiem wykorzystywać Słońce, a z drugiej - drgania silnika maszyny. Niewykluczone, że pewnego dnia nanogeneratory zastąpią baterie w urządzeniach wszczepianych w ludzkie ciało, są bowiem w stanie produkować energię z ciepła ciała, przepływu krwi czy ruchu idącej osoby z rozrusznikiem serca. Nanogeneratory są mniej wydajne niż baterie słoneczne jednak, jak zauważa Lin Wang, Słońce nie zawsze jest dostępne, a więc istnieje pole do popisu dla hybrydowych systemów produkujących energię elektryczną. Zhang Lin Wang we współpracy z Xudong Wangiem z University of Wisconsin-Madison połączyli dwie techniki, w których wykorzystuje się warstwy krzemowego podłoża i nanokable z tlenku cynku. Ich urządzenie to ogniwo słoneczne pokryte nanokablami. Pod nim znajduje się właściwy nanogenerator. Nanokable to urządzenia piezoelektryczne, produkujące energię z ruchu. Jednocześnie jednak zwiększają one absorpcję światła słonecznego przez ogniwo. Zarówno ogniwo jak i nanogenerator są połączone z krzemowym podłożem. Działa ono jak anoda dla ogniwa słonecznego i katoda dla nanogeneratora. Prototypowe urządzenie jest w stanie wygenerować 0,6 wolta napięcia z ogniwa słonecznego i 10 miliwoltów z piezoelektrycznych nanokabli. Uczeni mówią, że wydajność urządzenia można łatwo zwiększać dodając kolejne nanogeneratory. Po raz pierwszy hybrydowe nanogeneratory Wanga zostaną zastosowane prawdopodobnie w amerykańskim lotnictwie wojskowym. Siły zbrojne niedawno ogłosiły konkurs na opracowanie hybrydowych urządzeń pozyskujących energię. Charles Lieber, profesor chemii z Uniwersytetu Harvarda nazwał urządzenie Wanga "kreatywnym". Ma nadzieję, że zachęci ono innych specjalistów do badań nad hybrydowymi systemami produkcji energii.

Choć metody wytwarzania ogniw słonecznych są coraz lepsze, inżynierowie wciąż nie radzą sobie z wieloma czynnikami utrudniającymi ich produkcję. Aby udoskonalić wytwarzane przez siebie panele, sięgają więc po naprawdę nietypowe sposoby. Najnowszym z nich jest wykorzystanie... okrzemek, czyli bardzo pospolitych glonów. Charakterystyczną cechą budowy okrzemek jest sztywna ściana komórkowa zbudowana z ditlenku krzemu (krzemionki). Mogłoby się więc wydawać, że jest to zwykły zmineralizowany pancerzyk, ale nic bardziej mylnego! Ta niepozorna struktura to w rzeczywistości miniaturowe dzieło biologicznej "inżynierii", posiadające unikalne właściwości optyczne, mogące znacząco ułatwić produkcję ogniw słonecznych. Na pomysł wykorzystania mikroorganizmów do wytwarzania ogniw wpadli naukowcy z Uniwersytetu Stanu Oregon, kierowani przez prof. Grega Rorrera. Planują oni stworzenie ogniw, w których dochodzi do "uwięzienia" fotonów światła i pochłonięcia znacznej ilości energii podczas ich odbić wewnątrz innowacyjnej struktury. Do produkcji paneli wykorzystuje się płyty szklane, które zostają umieszczone w zbiorniku wypełnionym okrzemkami. Po pewnym czasie glony osiadają na gładkiej powierzchni i przylegają do niej. Następnym etapem jest usunięcie materii organicznej (a więc wszelkich struktur komórkowych) bez naruszania krzemionkowych skorupek. Gdy jedyną pozostałością po okrzemkach jest ditlenek krzemu, płyty przenosi się do roztworu z zawieszonymi drobinami tytanu. Za pomocą specjalnego środka utlenia się go do ditlenku tytanu (TiO2), który osiada na porowatej powierzchni krzemionkowych skorupek. Pełni on funkcję półprzewodnika i działa podobnie jak w standardowych ogniwach, lecz dzięki wyjątkowemu ukształtowaniu podłoża fotony światła mogą wielokrotnie odbijać się i przetwarzać większą część własnej energii na energię elektryczną wytwarzaną przez ogniwo. Wydajność ogniwa jest wyższa od większości znanych obecnie rozwiązań. Co więcej, do jego wytwarzania nie jest wymagane stosowanie agresywnych i niebezpiecznych dla środowiska chemikaliów, koniecznych podczas produkcji standardowych ogniw słonecznych. Jak przyznaje prof. Rorrer, przemiany fizyczne zachodzące pod tytanową powierzchnią nie zostały jeszcze dokładnie poznane. Wiele wskazuje jednak na to, że sekretem skuteczności wynalazku jest wnikanie ditlenku tytanu do wnętrza porowatej struktury krzemionki. Pozwala to na przechwytywanie nie tylko tych fotonów, które odbijają się od powierzchni szklanej płyty, lecz także tych, które przeniknęły głębiej. Niestety, autorzy nowoczesnych ogniw nie poinformowali, kiedy mogłyby one trafić na rynek.

W Journal of Renewable and Sustainable Energy ukazał się artykuł, którego autorzy, naukowcy z University of South Florida, poinformowali o wyprodukowaniu jednych z najmniejszych ogniw słonecznych. Prace nad miniaturowymi urządzeniami prowadzi zespół profesor Xiaomei Jiang. Akademicy uważają, że ich wynalazek pozwoli na opracowanie spreju, który będzie można nanieść na dowolną powierzchnię i pozyskiwać dzięki temu energię ze Słońca. Stworzone na Florydzie ogniwa są czterokrotnie mniejsze od ziarna ryżu. Zostały one stworzone z organicznego polimeru, którego głównymi składnikami są węgiel i wodór. Można je rozpuścić i nałożyć na powierzchnię np. za pomocą specjalnego pistoletu. Profesor Jiang mówi,że możliwe jest też zrobienie z jej ogniw farby nakładanej pędzlem. Naukowcy zaprezentowali 18 ogniw, które razem miały powierzchnię 2,2 centymetra kwadratowego. Były one w stanie wyprodukować energię o napięciu 7,8 wolta i natężeniu 55 mikroamperów. Profesor Jiang uważa, że w ciągu kilku miesięcy uda się wyprodukować ogniwa dostarczające prąd o napięciu 15 woltów.

Na podstawie podpisanej właśnie umowy IBM i Tokyo Ohka Kogyo będą pracowały nad procesem technologicznym, materiałami i narzędziami do produkcji wydajnych i tanich cienkich ogniw słonecznych typu CIGS (miedź-ind-gal-diselen). Obecnie najpopularniejszym materiałem wykorzystywanym do produkcji ogniw słonecznych jest krzem. jednak produkowane z niego ogniwa są grube i ciężkie, co znacznie ograniczna zakres ich użycia. Ogniwa CIGS mogą być nawet 100-razy cieńsze od ogniw krzemowych, dzięki czemu będzie je można umieścić na tanim podłożu szklanym lub nawet na podłożu elastycznym. To z kolei pozwoli pokryć ogniwami dachy, ściany i inne powierzchnie oraz umożliwi wykonanie z nich przyciemnianych okien. Obecnie produkuje się ogniwa CIGS metodą odparowywania odpowiedniego roztworu w próżni. W kwietniu bieżącego roku w należącym do amerykańskiego Departamentu Energii Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej uzyskano tą metodą ogniwa o wydajności 19,9%. To bardzo blisko wynoszącej 20,3% rekordowej wydajności ogniw krzemowych. Problem w tym, że żadna firma nie wdrożyła jeszcze na masową skalę produkcji tanich ogniw CIGS. Obecne na rynku ogniwa tego typu charakteryzuje wydajność rzędu 9-10%. IBM opracował nową technikę produkcji ogniw CIGS. Polega ona na osuszaniu chemikaliów rozpuszczonych w roztworze. Nowa metoda nie wymaga obecności próżni. Cały proces jest mniej energochłonny i przebiega szybciej. Umożliwia ponadto nadrukowywanie ogniwa bezpośrednio na szkło lub elastyczne podłoże. IBM twierdzi,że jest w ten sposób wykonać ogniwa o wydajności przekraczające 15%. IBM przygotował już prototypowe ogniwo. Firmowi specjaliści twierdzą, że po wdrożeniu masowej produkcji uda się osiągnąć długo oczekiwany cel - cena ogniwa spadnie poniżej 1 dolara na każdy wat jego wydajności. Błękitny Gigant i Tokyo Ohka Kogyo nie mają jednak zamiaru samodzielnie produkować ogniw. Chcą opracować technologie, którą będą licencjonować.

IBM opracował sposób na wykorzystanie wadliwych plastrów krzemowych w roli ogniw słonecznych. Każdego dnia w fabrykach produkujących układy scalone do kosza wędruje wiele plastrów, na których pojawiły się błędy. Plastry takie były wyrzucane na wysypisko. Można było również usunąć z nich nadrukowane obwody i odsprzedać. Naukowcy IBM-a wymyślili specjalny proces, który umożliwia sprzedaż wadliwych plastrów producentom paneli słonecznych, którzy mogą je wykorzystać. Musimy pamiętać, że wadliwie wyprodukowanego plastra nie można po prostu odsprzedać każdemu chętnemu, gdyż konkurencja, mając w ręku taki gotowy plaster, mogłaby ukraść producentowi jego własność intelektualną. Opracowany przez IBM-a proces pozwala na szybkie usunięcie przez producenta tych elementów, które chce chronić przed wścibskim okiem. IBM na razie nie zdradza szczegółów swojego procesu. Zapewnia jednak, że udostępni wszelkie niezbędne informacje producentom paneli słonecznych. Prace Błękitnego Giganta już zostały nagrodzone prestiżową 2007 Most Valuable Pollution Prevention Award przyznawaną przez Narodową Radę Zapobiegania Zanieczyszczeniom (The National Pollution Prevention Roundtable – NPPR). Dzięki wynalazkowi IBM-a z jednej strony zmniejszy się liczba odpadów, gdyż plastry nie będą trafiały na wysypisko, a jednocześnie powinna spaść cena ogniw słonecznych. Trzeba bowiem pamiętać, że producenci tych ogniw również korzystają z krzemu i konkurują o ten materiał z producentami elektroniki. Wyższy popyt oznacza zwykle wyższą cenę. Teraz, gdy możliwe stało się produkowanie ogniw słonecznych z materiału odpadowego, jakim są wadliwe plastry krzemowe, cena ogniw powinna spaść. Dzięki temu ich zakup stanie się bardziej opłacalny, technologia pozyskiwania energii ze Słońca się rozpowszechni, co z kolei spowoduje zmniejszenie emisji zanieczyszczeń.

Naukowcy opracowali ogniwo słoneczne, które jest 200-krotnie cieńsze od ludzkiego włosa. W przyszłości może ono zasilić miniaturowe urządzenia. Ogniwo jest dziełem profesora Charlesa Liebera i jego zespołu z Uniwersytetu Harvarda. Zbudowano je z krzemowych nanokabli, które zamieniają światło słoneczne w energię elektryczną. Naukowcy stworzyli nanokable, które są niewidoczne dla ludzkiego oka. Pojedynczy kabel zapewnia 200 pikowatów mocy. To bardzo niewiele, jednak, jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że kable będą zasilać urządzenia w skali nano, taka ilość mocy okaże się wystarczająca. Oczywiście, pojawia się też i taki problem, że w przyszłości urządzenia w skali nano, jak np. czujniki wykrywające niebezpieczne substancje na lotniskach, będą musiały zostać spięte w sieć. A dostarczenie energii całej sieci może być już nie lada wyzwaniem. Na szczęście nanokable będzie można łączyć, zapewniając w ten sposób odpowiednią ilość energii. W przeciwieństwie do współcześnie wykorzystywanych źródeł, jest to metoda tania oraz przyjazna środowisku. Krzemowy nanokabel składa się z trzech warstw krzemu o różnych właściwościach elektrycznych. Energia elektryczna powstaje, gdy na zewnętrzną warstwę kabla pada światło słoneczne. Na powierzchni znajdują się elektrony, które, przez mikropory, wnikają głębiej, do rdzenia kabla. W tej chwili krzemowe nanokable wykorzystują 3,4% padającej na nie energii. Naukowcy uważają, że są w stanie zwiększyć ten odsetek do 5%. W porównaniu z innymi generatorami słonecznymi w skali nano, mają one kilka zalet. Przede wszystkim są bardziej wydajne. Druga zaleta to niski koszt produkcji, a trzecia to fakt, iż nie ulegają degradacji pod wpływem skoncentrowanych promieni słonecznych. Problemy takie występują w innych nanoogniwach, które są obecnie budowane z materiałów organicznych.

W ramach holenderskiego programu Syn-Energy, przy którym współpracuje miejscowa Organizacja Badań Naukowych, oraz kilka uniwersytetów, powstała pierwsza na świecie myszka zasilana energią słoneczną. Głównym problemem, z jakim spotykają się właściciele bezprzewodowych myszy jest wyczerpywanie się baterii w najmniej odpowiednich momentach. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki upowszechnieniu się myszy z ogniwem fotowoltanicznym na wysypiska na całym świecie trafią setki milionów baterii mniej niż dotychczas. W tej chwili 15 myszek „Sole Mio” przechodzi testy biurowe. Ich celem jest sprawdzenie, czy użytkownicy są w stanie zmienić swoje przyzwyczajenia tak, by móc używać tego urządzenia. Uczeni sprawdzają, jakie warunki muszą być spełnione, by mysz pracowała bez najmniejszych przeszkód i ciągle dysponowała niezbędną do pracy energią. Zanim „Sole Mio” trafi do sprzedaży konieczne będzie wyprodukowanie tanich wydajnych ogniw, nad którymi pracują holenderskie uniwersytety.

O środowisko starają się dziś dbać niemal wszyscy, a przemysł winiarski również nie chce pozostawać za innymi w tyle. Różni producenci starają się "zazielenić" swoje zakłady na własny sposób. Jedni używają tylko korków z regionów zaaprobowanych przez Forest Stewardship Council, inni starają się ograniczyć emisję dwutlenku węgla. Winnica Roberta Keenana (Robert Keenan Winery) ze Spring Mountain w kalifornijskiej Napa Valley wypuściła właśnie na rynek zeszłoroczną letnią mieszankę chardonnay, opatrzoną etykietą "wyprodukowane dzięki energii słonecznej i uprawie ekologicznej". Zakład Amerykanina całą potrzebną energię czerpie bowiem z układu 29 ogniw słonecznych, zaprojektowanego przez firmę Sunlight Electric z San Francisco. Umieszczono je na szczycie wzgórza, tuż ponad krzewami winnymi. Dzięki temu do atmosfery dostaje się rocznie o 37 ton mniej CO2. Winnica powstała w 1974 roku. Założył ją Robert Keenan, który przekazał w zeszłym roku interes swojemu synowi Michaelowi. Przed wdrożeniem nowego sposobu zasilania zakładu podobne rozwiązanie wprowadzono w rodzinnym domu przedsiębiorców. Za butelkę Summer Blend Chardonnay 2006 trzeba zapłacić ok. 22 dol. Oprócz chardonnay, w skład wina wchodzą niewielkie ilości alkoholu ze szczepów viognier oraz marsanne. Wyczuwa się w nim aromaty ananasa i cytrynowej brzoskwini, a także orzeźwiający posmak drewna dębowego beczek, w których je leżakowano. Obecnie winnica produkuje ok. 11 tys. skrzynek chardonnay, cabernet sauvignon i merlota. Na miłośników win czysto ekologicznych czeka zaś 500 skrzynek Summer Blend Chardonnay.

W ramach programu European Polymer Solar Battery powstała samoładująca się bateria. Waży ona jedynie dwa gramy, ma grubość mniejszą niż 1 milimetr i jest elastyczna. Naukowcy połączyli polimerową baterię z organicznymi panelami słonecznymi. Bateria ładuje się po wystawieniu na światło słoneczne. Urządzenie można będzie stosować w kartach elektronicznych czy telefonach komórkowych. Dzięki temu, że jest elastyczna komórki mogą przybierać najróżniejsze kształty – bateria nie będzie ich ograniczała. Pojedyncza komórka baterii dostarcza napięcia rzędu 0,6 woltów. Dodając komórek można zwiększać napięcie dostarczane przez baterię. Problemem była ochrona samych komórek baterii, które ulegały degradacji po kilkugodzinnej ekspozycji na powietrze. Uczeni zamknęli je w gazowej kapsule, dzięki czemu życie baterii wydłużono do około 3000 godzin.