Eksperymenty w laboratorium techniki świetlnej
Nasi uczniowie z Koła Naukowego TechnoZONE brali udział 17 marca 2025 r. w niezwykle ciekawych zajęciach w laboratorium techniki świetlnej na Wydziale Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Rzeszowskiej.
Powodem zajęć był bardzo ambitny projekt Szymona Jagiełły z kl. 3bT, który bierze w tym roku szkolnym udział w konkursie „Inżynierowie przyszłości”. Szymon pracuje nad stworzeniem eksperymentalnego panelu tandemowego w celu poprawy sprawności energetycznej paneli fotowoltaicznych. Koło TechnoZONE, którego szefem jest właśnie Szymon, pozyskało do badań od naszych partnerów biznesowych (ML-System oraz Saule Technologies) najnowocześniejsze rozwiązania w tej dziedzinie: m.in. ogniwa krzemowe typu back contact i bifacjalne (dwustronne), ogniwa perowskitowe oraz szybę z kropkami kwantowymi. Śmiało można stwierdzić, że są to te materiały, wokół których toczą się obecnie na całym świecie intensywne badania w celu uzyskania superwydajnych tandemowych ogniw słonecznych.
Szymon i jego asystenci prowadzą szerokozakresowe badania, również z użyciem sztucznych źródeł światła do oświetlania materiałów fotowoltaicznych. Są to naświetlacze LED-owe i halogenowe o różnej charakterystyce świetlnej i widmowej. Aby eksperymenty z ich wykorzystaniem miały wartość naukową, należy wyznaczyć ich widmo emisyjne. Politechnika Rzeszowska dysponuje dużą kulistą komorą całkującą o średnicy 2 metrów. W Polsce są tylko trzy takie kule. Dzięki takiemu urządzeniu można niezwykle dokładnie wyznaczyć widmo spektroskopowe dowolnego źródła światła.
Aby dokonać pomiaru, należy badane urządzenie umieścić w środku kuli. Posiadane przez nas naświetlacze mają bardzo dużą moc, aby podczas badań zbliżyć się do natężenia światła słonecznego. Jednak widmo sztucznych źródeł światła znacząco odbiega od naturalnego spektrum Słońca. Dlatego jednym z badanych urządzeń był naświetlacz pełnospektralny, który – oprócz światła widzialnego – emituje bliską podczerwień i początek pasma ultrafioletowego.
Osobną grupą doświadczeń były pomiary światła, które przeszło przez szybę z kropkami kwantowymi. Szyba ta przekształca w prąd elektryczny głównie ultrafiolet i bliską podczerwień. Dzięki temu okna z takimi szybami zachowują ponad 85% przejrzystości, a przy okazji zmniejszają przegrzewanie pomieszczeń w słoneczne dni. Uczniowie mierzyli spektrum z poszczególnych źródeł światła po przejściu przez szybę fotowoltaiczną. Dzięki temu można określić, jakie zakresy widma są absorbowane przez szybę.
Projekt fotowoltaiczny prowadzony w kole TechnoZONE, ze względu na terminy konkursów, kończą się już w kwietniu br. Do wykonania zostały ostatnie pomiary w świetle słonecznym i opracowanie wyników wszystkich eksperymentów w postaci raportu naukowego. Życzymy Szymonowi sukcesów i podejmowania dalszych tak ambitnych wyzwań.
