Perovskito saulės elementai: žalioji energijos perėjimo revoliucija neišvengiama!

Perovskito saulės elementai: žalioji energijos perėjimo revoliucija neišvengiama!

Michaelas Saliba, Štutgarto universiteto Fotoelektros instituto vadovas, atkreipia dėmesį į didžiulę perovskito saulės elementų svarbą tvariam energijos perėjimui. Medžiagos, kurių struktūra primena kristalus, yra perspektyvus pagrindas saulės elementų ir puslaidininkių kūrimui, nes jos gali efektyviai sugerti saulės šviesą ir paversti ją elektros srove. Gamybos metodai yra panašūs į spausdinimo būdus, kurie jau žinomi iš laikraščių gamybos. Dėl to gamyba gali būti ekonomiškai efektyvesnė nei tradicinių silicio saulės elementų, kuriems reikalingos ypač grynos medžiagos. Kita vertus, perovskitai yra tolerantiški priemaišoms, todėl jų pritaikymas yra daug lengvesnis, pvz uni-stuttgart.de pranešė.

Perovskitų tyrimai taip pat skirti šių medžiagų stabilizavimui, nes jos yra pažeidžiamos vandeniui, deguoniui ir šviesai. Pirmieji moduliai jau pagaminti ir sumontuoti ant instituto stogo, tačiau platus paleidimas į rinką užtruks. Per ateinančius 20 metų žemoje Žemės orbitoje iš viso planuojama 10 000–20 000 palydovų, kurių tyrimus atlieka specialus Štutgarto tyrimų projektas ATLAS. Tikimasi, kad pirmieji perovskitai į kosmosą bus išsiųsti kitais ar kitais metais.

Technologijų pažanga ir efektyvumas

Perovskitiniai saulės elementai pasižymi dideliu efektyvumu ir lanksčiomis pritaikymo galimybėmis. Laboratorijoje buvo sukurti prototipai, kurių efektyvumas siekė iki 26,95 proc. Perovskitų ir silicio derinys tandeminėse ląstelėse pasiekė net virš 30 procentų efektyvumą, atskirais atvejais iki 34,6 procento. Ši technologija efektyviau naudoja skirtingas šviesos sritis ir gali būti perspektyviausia naujovė fotovoltinės energijos ir energijos perėjimo srityje. Mokslo žiniasklaidos centras apibendrina.

Ilgalaikis bandymas Berlyne rodo, kad perovskito našumas vasarą išlieka stabilus, o žiemą sumažėja apie 30 procentų dėl sezoninių svyravimų. Nepaisant šių iššūkių, ilgalaikiai bandymai patvirtino, kad vasaros efektyvumo nuostoliai yra minimalūs ir gali atsirasti grįžtamų efektyvumo pokyčių dienos ir nakties cikle.

Rinkos branda ir iššūkiai

Pirmieji perovskitiniai saulės elementai jau pateko į rinką, tačiau jie toliau tiriami dėl ilgalaikio stabilumo ir būtinybės įrodyti jų patvarumą lauke. Ekonominės naudos suteikia mažos gamybos sąnaudos ir mažas energijos suvartojimas, tačiau vis dar reikia atlikti tyrimus, kad medžiagos būtų ekologiškesnės ir patvaresnės. Švino naudojimas gamybos procese yra svarbi aplinkosaugos problema, kurią reikia spręsti siekiant užtikrinti tvarų naudojimą.

Be to, moksliniais tyrimais siekiama sukurti bešvines alternatyvas, kurios galėtų dar labiau padidinti perovskitų potencialą. Taip pat reikia spręsti problemas, tokias kaip efektyvumo sumažėjimas ankstyvosiose stadijose ir medžiagų jautrumas drėgmei, siekiant plačiai taikyti perovskito tirpalus, kaip teigiama dokumente. Forumo leidyba yra nagrinėjamas išsamiau.

Apibendrinant galima teigti, kad nepaisant esamų iššūkių, perovskito saulės elementai yra pagrindinis naujos kartos fotoelektros veiksnys dėl didelio efektyvumo, ekonomiškumo ir lanksčių medžiagų savybių. Stabilumo gerinimas ir sezoninės dinamikos supratimas yra labai svarbūs norint išnaudoti visą šios technologijos potencialą ir reikšmingai prisidėti prie energijos perėjimo.