Nejúčinnější solární panely pokořily dosud nepřekročitelnou hranici efektivity. Vznikají lehké, ohebné a dokonce i barevné moduly. Přinášíme přehled nejnovějších technologií a inovací ve fotovoltaice.
Vývoj solárních panelů jde stále kupředu. Zvyšuje se jejich účinnost a zlepšuje stabilita výkonu. Dokonce byla pokořena hranice, která byla dlouho považovaná za teoretické maximum účinnosti klasických solárních panelů.
Fotovoltaické panely se standardně vyrábějí převážně z křemíku, který je dostupný, stabilní, relativně levný a dá se snadno recyklovat. Přestože má křemík řadu výhod, jeho schopnost přeměňovat sluneční svit na elektřinu je limitovaná. Teoretická účinnost křemíkových článků naráží zejména na tzv. Shockley–Queisserův limit – přibližně 33,7 %. To znamená, že jen třetinu slunečních paprsků, které dopadají na panel, dokáže přeměnit na solární energii. V praxi běžné křemíkové panely dosahují ještě menší účinnosti – kolem 20 až 24 %.
Proč je účinnost panelů tak nízká? Každý fotovoltaický materiál má tzv. „energetický práh“ – dokáže na elektřinu přeměnit pouze fotony, které dopadají na panel s dostatečnou energií. Pokud foton nese méně energie, než je tato hranice, panel ho absorbuje nebo jím prostě jen projde. A pokud má naopak příliš mnoho energie, panel z něj sice elektřinu vyrobí, ale nedokáže využít plný potenciál dodané energie – její přebytek se přemění pouze v tepelnou energii.
Novější výzkumy se proto zaměřily na perovskity – uměle vytvořené materiály, které lze snadno a levně nanášet v tenkých vrstvách. Perovskitové panely dokážou zachytit jinou část slunečního spektra než křemíkové a nabízejí vyšší účinnost, nízké výrobní náklady i flexibilní využití. Jenže i ony mají své nevýhody… kratší životnost a nižší stabilitu výkonu. Alespoň dosud.
Americká Národní laboratoř pro výzkum obnovitelných zdrojů energie (National Renewable Energy Laboratory – NREL) představila v květnu 2025 tzv. invertovaný perovskitový solární článek s účinností 26 %. Ta sice není rekordní, daleko zajímavější je však dosažená stabilita výkonu. Tento perovskitový solární článek si i po 2 100 hodinách provozu při 65 °C zachoval 95 % původního výkonu. To je výrazné zlepšení oproti starším perovskitovým článkům, které výkon obvykle rychle ztrácely.
Možností, jak účinnost solárních panelů ještě zvýšit a eliminovat některé slabiny jednotlivých materiálů, je tzv. tandemová technologie, která kombinuje perovskit a křemík do dvou vrstev nad sebou. Perovskit dokáže zachytit sluneční záření s vyšší energií, křemík využije fotony s nižší energií, takže společně pokryjí větší část světelného spektra.
Výzkum tandemových panelů běží přibližně od poloviny roku 2010 a v posledních letech přinesl několik rekordů v účinnosti. Za největším dosavadním úspěchem stojí čínská společnost LONGi, která loni dosáhla světového rekordu s účinností 34,85 % a poprvé překonala Shockley–Queisserův limit pro klasické panely, a to právě díky kombinaci dvou různých typů článků. Zatím se to podařilo jen v laboratorních podmínkách u malého solárního článku, ale otevírají se tím možnosti pro další vývoj panelů.
Dosáhnout vysoké účinnosti u malého článku je samozřejmě snazší než v případě větších ploch. Zatímco rekordní účinnosti dosáhli výzkumníci z LONGi s článkem o velikosti maximálně několik jednotek cm2, úspěch – doslova ve velkém – oslavila společnost TrinaSolar. Té se v červnu 2025 podařilo dosáhnout účinnosti 30,6 % u tandemového modulu o velikosti 1 185 cm2 (o něco menší než formát A3). Je to vůbec poprvé, kdy takto velký panel překročil hranici 30 %. Při testech větší sestavy těchto modulů pak panely o celkové ploše 3,1 m2 dosáhly výkonu 829 W, což je výrazně více než u dnešních běžných komerčních panelů.
Většina solárních panelů je černá nebo tmavě modrá. Což – pokud řešíte nejen praktickou stránku věci, ale i estetiku budovy – může být mnohdy problém. Zejména při instalaci panelů na fasády domů, kde potřebují co nejvíce splynout s okolním povrchem. Dřívější pokusy o barvení panelů pomocí potisku nebo fólií vedly ke snížení efektivity solárních panelů i o více než 30 %.
Novou technologii vyvinul tým výzkumníků ve Fraunhoferově institutu pro solární energetické systémy (ISE) v německém Freiburgu. MorphoColor® přináší řešení inspirované přírodou – konkrétně křídly motýla morfovce (Morpho menelaus). Ty vytvářejí syté barvy bez pigmentů, jen díky odrazu světla v tenkých vrstvách. Barva vzniká tzv. interferenčním efektem – podobně jako duhové odlesky na mýdlové bublině.
Výsledná barva závisí na tloušťce a složení speciální vrstvy, která se nanáší na krycí sklo panelů. To ovlivní, jak se dopadající paprsky odráží a jak se následně světlo o různých vlnových délkách složí (podobně jako u duhy). Velkou výhodou této technologie je, že barva nevzniká pohlcováním světla (jako u pigmentů), ale jeho odrazem. Díky tomu si tyto barevné panely zachovávají až 95 % účinnosti běžných modulů.
Japonsko v posledních měsících výrazně posiluje své investice do vývoje ohebných solárních fólií, které představují slibnou alternativu k tradičním, poměrně robustním a těžkým solárním panelům. Solární fólie je lehká, pružná a výrazně tenčí než panely, což otevírá nové možnosti jejího využití – například na nepravidelných površích, na podkladech s nízkou nosností nebo v dopravě či ve stavebnictví. I zde se pro dosažení maximální účinnosti nejčastěji pracuje s tandemovými solárními články.
Japonské firmy a výzkumné ústavy, včetně velkých značek, jako je třeba Panasonic nebo Sony, chtějí do několika let začít s masovou výrobou solárních fólií a konkurovat čínským výrobcům, kteří na tomto poli již úspěšně působí. Výsledkem tohoto „souboje“ by mohlo být urychlení vývoje, nižší ceny a lepší dostupnost této technologie po celém světě.
Nejnovější trendy ve vývoji ukazují, že cesta k vyšší účinnosti solárních panelů spočívá v kombinaci materiálů a inovativních technologiích, které si mnohdy berou inspiraci u nejsofistikovanějšího konstruktéra vůbec – v přírodě. Díky prolomení čínského „solárního monopolu“ a investicím do výzkumu a vývoje v různých zemích světa se dá očekávat, že solární technologie budou stále dostupnější a výkonnější, což výrazně podpoří širší využívání obnovitelných zdrojů energie. Navíc bez nutnosti slevovat z estetických požadavků.
Zdroje:
FT.com
PV-magazine.com
PV-tech.org
Transforming-economies.de
Fotovoltaika na balkon láká nízkou cenou a snadnou instalací. Má ale i svá úskalí – od malého výkonu přes nutnost souhlasu SVJ až po rizika neodborné montáže.
Záporná cena elektřiny znamená, že dostanete zaplaceno, když odebíráte energii ze sítě. Ale nejásejte. Spíš než o výhodu jde o symptom nestability trhu a celé distribuční soustavy.
