Perovskiidist päikesepatareid: energia ülemineku roheline revolutsioon on peatselt käes!

Perovskiidist päikesepatareid: energia ülemineku roheline revolutsioon on peatselt käes!

Stuttgarti ülikooli fotogalvaanika instituudi juht Michael Saliba juhib tähelepanu perovskite päikesepatareide tohutule tähtsusele säästva energia ülemineku jaoks. Materjalid, mille struktuur meenutab kristalle, pakuvad paljulubavat alust päikesepatareide ja pooljuhtide arendamiseks, kuna suudavad päikesevalgust tõhusalt neelata ja elektrivooluks muuta. Tootmismeetodid on sarnased juba ajalehtede tootmisest tuntud trükitehnikatega. See muudab tootmise potentsiaalselt kuluefektiivsemaks kui traditsioonilised räni päikesepatareid, mis nõuavad äärmiselt puhtaid materjale. Perovskiidid seevastu taluvad lisandeid, mis teeb nende pealekandmise palju lihtsamaks, nt uni-stuttgart.de teatatud.

Perovskiitide uurimine keskendub ka nende materjalide stabiliseerimisele, kuna need on vee, hapniku ja valguse suhtes tundlikud. Esimesed moodulid on juba toodetud ja instituudi katusele paigaldatud, kuid laialdane turuletoomine võtab aega. Järgmise 20 aasta jooksul on Maa madalale orbiidile planeeritud kokku 10 000 kuni 20 000 satelliiti, mille uurimistööd Stuttgardis asuv eriuuringute projekt ATLAS teeb. Esimesed perovskiidid saadetakse kosmosesse järgmisel või ülejärgmisel aastal.

Tehnoloogilised edusammud ja tõhusus

Perovskite päikesepatareid iseloomustavad kõrge kasutegur ja paindlikud kasutusvõimalused. Laboris töötati välja prototüübid, mille efektiivsus on kuni 26,95 protsenti. Perovskiitide ja räni kombinatsioon tandemrakkudes on saavutanud isegi üle 30 protsendi, üksikjuhtudel kuni 34,6 protsendi efektiivsust. See tehnoloogia kasutab erinevaid valguspiirkondi tõhusamalt ja võib olla kõige lootustandvam innovatsioon fotogalvaanika ja energia ülemineku jaoks. Teaduse meediakeskus teeb kokkuvõtte.

Berliinis tehtud pikaajaline test näitab, et perovskiidi jõudlus püsib suvel stabiilsena, samal ajal kui talvel väheneb umbes 30 protsenti, mis on tingitud hooajalistest kõikumistest. Vaatamata nendele väljakutsetele kinnitas pikaajaline testimine, et suvised efektiivsuskaod on minimaalsed ja päeva-öö tsüklis võivad toimuda pöörduvad efektiivsuse muutused.

Turu küpsus ja väljakutsed

Esimesed perovskiidist päikesepatareid on juba turule tulnud, kuid nende uurimist jätkub nende pikaajalise stabiilsuse ja vajaduse tõttu tõestada nende vastupidavust välitingimustes. Madalatest tootmiskuludest ja madalast energiatarbimisest on majanduslikku kasu, kuid materjalide keskkonnasõbralikumaks ja vastupidavamaks muutmiseks on siiski vaja teha uuringuid. Plii kasutamine tootmisprotsessis on oluline keskkonnaprobleem, millega tuleb säästva kasutamise tagamiseks tegeleda.

Lisaks on uuringute eesmärk välja töötada pliivabad alternatiivid, mis võiksid perovskiitide potentsiaali veelgi suurendada. Samuti tuleb lahendada väljakutsed, nagu tõhususe vähenemine varajases staadiumis ja materjalide tundlikkus niiskuse suhtes, et realiseerida perovskiitlahenduste laialdast kasutamist, nagu on märgitud komisjoni dokumendis. Foorumi kirjastamine uuritakse üksikasjalikumalt.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et vaatamata olemasolevatele väljakutsetele on perovskite päikesepatareid oma suure tõhususe, kulutasuvuse ja paindlike materjaliomaduste tõttu võtmeteguriks järgmise põlvkonna fotogalvaanika jaoks. Stabiilsuse ja hooajalise dünaamika mõistmise parandamine on selle tehnoloogia täieliku potentsiaali realiseerimiseks ja energia üleminekusse olulise panuse andmiseks ülioluline.