Perovskitne solarne ćelije: Zelena revolucija energetske tranzicije je neizbježna!

Perovskitne solarne ćelije: Zelena revolucija energetske tranzicije je neizbježna!

Michael Saliba, voditelj Instituta za fotonapon na Sveučilištu u Stuttgartu, ističe golemu važnost perovskitnih solarnih ćelija za tranziciju održive energije. Materijali čija struktura podsjeća na kristale nude obećavajuću osnovu za razvoj solarnih ćelija i poluvodiča jer mogu učinkovito apsorbirati sunčevu svjetlost i pretvoriti je u električnu struju. Metode izrade slične su tehnikama tiska koje su već poznate iz novinske proizvodnje. To čini proizvodnju potencijalno isplativijom od tradicionalnih silicijskih solarnih ćelija, koje zahtijevaju izuzetno čiste materijale. Perovskiti su, s druge strane, tolerantni na nečistoće, što znatno olakšava njihovu primjenu, kao npr uni-stuttgart.de prijavio.

Istraživanja perovskita također su usmjerena na stabilizaciju ovih materijala jer su osjetljivi na vodu, kisik i svjetlost. Prvi moduli već su proizvedeni i postavljeni na krov instituta, ali za širenje tržišta trebat će vremena. U sljedećih 20 godina predviđeno je ukupno 10.000 do 20.000 satelita u niskoj Zemljinoj orbiti, što istražuje specijalni istraživački projekt ATLAS u Stuttgartu. Očekuje se da će prvi perovskiti biti poslani u svemir sljedeće ili godinu dana kasnije.

Tehnološki napredak i učinkovitost

Perovskitne solarne ćelije karakteriziraju visoka učinkovitost i fleksibilne mogućnosti primjene. U laboratoriju su razvijeni prototipovi s učinkovitošću do 26,95 posto. Kombinacija perovskita sa silicijem u tandem ćelijama čak je postigla učinkovitost od preko 30 posto, u pojedinačnim slučajevima i do 34,6 posto. Ova tehnologija učinkovitije koristi različita područja svjetlosti i mogla bi predstavljati inovaciju koja najviše obećava za fotonapon i energetsku tranziciju, kao što je Znanstveni medijski centar sažima.

Dugoročno ispitivanje u Berlinu pokazuje da učinak perovskita ostaje stabilan ljeti, dok zimi dolazi do pada od oko 30 posto, što je posljedica sezonskih fluktuacija. Unatoč ovim izazovima, dugotrajno testiranje potvrdilo je da su ljetni gubici učinkovitosti minimalni i da se mogu pojaviti reverzibilne promjene učinkovitosti u ciklusu dan-noć.

Zrelost tržišta i izazovi

Prve perovskitne solarne ćelije već su ušle na tržište, ali se i dalje istražuju zbog njihove dugoročne stabilnosti i potrebe da se na terenu dokaže njihova trajnost. Postoje ekonomske koristi od niskih troškova proizvodnje i niske potrošnje energije, ali još su potrebna istraživanja kako bi materijali bili ekološki prihvatljiviji i izdržljiviji. Korištenje olova u proizvodnom procesu značajan je ekološki problem kojim se treba pozabaviti kako bi se osigurala održiva uporaba.

Osim toga, istraživanje ima za cilj razviti alternative bez olova koje bi mogle dodatno povećati potencijal perovskita. Izazovi, kao što su gubici učinkovitosti u ranim fazama i osjetljivost materijala na vlagu, također se moraju riješiti kako bi se ostvarila široka primjena otopina perovskita, kako je navedeno u dokumentu Forum izdavaštvo se detaljnije ispituje.

Ukratko, unatoč postojećim izazovima, perovskitne solarne ćelije predstavljaju ključni faktor za sljedeću generaciju fotonapona zbog svoje visoke učinkovitosti, isplativosti i fleksibilnih svojstava materijala. Poboljšanja u stabilnosti i razumijevanju sezonske dinamike ključni su za ostvarenje punog potencijala ove tehnologije i davanje značajnog doprinosa energetskoj tranziciji.