Perovskite-aurinkokennot: Energiasiirtymän vihreä vallankumous on välitön!

Perovskite-aurinkokennot: Energiasiirtymän vihreä vallankumous on välitön!

Michael Saliba, Stuttgartin yliopiston aurinkosähköinstituutin johtaja, huomauttaa perovskiittisten aurinkokennojen valtavasta merkityksestä kestävän energian siirtymisen kannalta. Materiaalit, joiden rakenne muistuttaa kiteitä, tarjoavat lupaavan pohjan aurinkokennojen ja puolijohteiden kehitykselle, koska ne pystyvät tehokkaasti absorboimaan auringonvaloa ja muuttamaan sen sähkövirraksi. Tuotantomenetelmät ovat samankaltaisia ​​kuin lehtituotannosta jo tuttuja painotekniikoita. Tämä tekee valmistuksesta potentiaalisesti kustannustehokkaampaa kuin perinteiset piiaurinkokennot, jotka vaativat erittäin puhtaita materiaaleja. Perovskiitit sen sijaan sietävät epäpuhtauksia, mikä helpottaa huomattavasti niiden levittämistä, esim uni-stuttgart.de raportoitu.

Perovskiittien tutkimus keskittyy myös näiden materiaalien stabilointiin, koska ne ovat herkkiä vedelle, hapelle ja valolle. Ensimmäiset moduulit on jo valmistettu ja asennettu instituutin katolle, mutta laaja markkinoilletulo vie aikaa. Matalan Maan kiertoradalle suunnitellaan seuraavan 20 vuoden aikana yhteensä 10 000-20 000 satelliittia, joita Stuttgartin ATLAS-erikoistutkimusprojekti tutkii. Ensimmäisten perovskiittien odotetaan lähetettävän avaruuteen ensi vuonna tai seuraavana vuonna.

Teknologinen kehitys ja tehokkuus

Perovskite-aurinkokennoille on ominaista korkea hyötysuhde ja joustavat käyttömahdollisuudet. Laboratoriossa kehitettiin prototyyppejä, joiden hyötysuhde oli jopa 26,95 prosenttia. Perovskiittien ja piin yhdistelmällä tandem-kennoissa on saavutettu jopa yli 30 prosentin hyötysuhde, yksittäisissä tapauksissa jopa 34,6 prosenttia. Tämä tekniikka käyttää valon eri alueita tehokkaammin ja voisi edustaa lupaavinta innovaatiota aurinkosähkön ja energiasiirtymän alalla. Tieteen mediakeskus tiivistää.

Berliinissä tehty pitkäaikainen testi osoittaa, että perovskiitin suorituskyky pysyy vakaana kesällä, kun taas talvella se laskee noin 30 prosenttia, mikä johtuu kausivaihteluista. Näistä haasteista huolimatta pitkäaikainen testaus vahvisti, että kesän tehokkuushäviöt ovat minimaaliset ja palautuvia tehokkuusmuutoksia voi tapahtua päivä-yö-syklissä.

Markkinoiden kypsyys ja haasteet

Ensimmäiset perovskiittiset aurinkokennot ovat jo tulleet markkinoille, mutta niiden tutkimista jatketaan niiden pitkän aikavälin stabiiliuden ja tarpeen todistaa kestävyyden vuoksi kentällä. Alhaiset valmistuskustannukset ja alhainen energiankulutus tuovat taloudellisia etuja, mutta tutkimusta tarvitaan vielä materiaalien tekemiseksi ympäristöystävällisemmiksi ja kestävämmiksi. Lyijyn käyttö valmistusprosessissa on merkittävä ympäristökysymys, johon on puututtava kestävän käytön varmistamiseksi.

Lisäksi tutkimuksella pyritään kehittämään lyijyttömiä vaihtoehtoja, jotka voisivat edelleen parantaa perovskiittien potentiaalia. Haasteisiin, kuten tehokkuuden heikkenemiseen alkuvaiheessa ja materiaalien herkkyyteen kosteudelle, on myös puututtava, jotta perovskiittiratkaisujen laaja käyttö voidaan toteuttaa, kuten komission asiakirjassa todetaan. Foorumin julkaisu tutkitaan tarkemmin.

Yhteenvetona voidaan todeta, että olemassa olevista haasteista huolimatta perovskite-aurinkokennot ovat avaintekijä seuraavan sukupolven aurinkosähköissä niiden korkean hyötysuhteen, kustannustehokkuuden ja joustavien materiaaliominaisuuksien ansiosta. Vakauden parantaminen ja kausidynamiikan ymmärtäminen ovat ratkaisevan tärkeitä tämän teknologian täyden potentiaalin hyödyntämiseksi ja merkittävän panoksen saamiseksi energian siirtymiseen.