Perowskitowe ogniwa słoneczne: zielona rewolucja w transformacji energetycznej jest nieuchronna!

Perowskitowe ogniwa słoneczne: zielona rewolucja w transformacji energetycznej jest nieuchronna!

Michael Saliba, dyrektor Instytutu Fotowoltaiki na Uniwersytecie w Stuttgarcie, zwraca uwagę na ogromne znaczenie perowskitowych ogniw słonecznych dla zrównoważonej transformacji energetycznej. Materiały, których struktura przypomina kryształy, stanowią obiecującą podstawę do rozwoju ogniw słonecznych i półprzewodników, ponieważ mogą skutecznie absorbować światło słoneczne i przekształcać je w prąd elektryczny. Metody produkcji przypominają techniki druku znane już z produkcji gazet. To sprawia, że ​​produkcja jest potencjalnie bardziej opłacalna w porównaniu z tradycyjnymi krzemowymi ogniwami słonecznymi, które wymagają wyjątkowo czystych materiałów. Perowskity natomiast są tolerancyjne na zanieczyszczenia, co znacznie ułatwia ich aplikację, jak np. uni-stuttgart.de zgłoszone.

Badania nad perowskitami koncentrują się również na stabilizacji tych materiałów, ponieważ są one wrażliwe na wodę, tlen i światło. Pierwsze moduły zostały już wyprodukowane i zamontowane na dachu instytutu, jednak powszechne wprowadzenie na rynek zajmie trochę czasu. W ciągu najbliższych 20 lat na niskiej orbicie okołoziemskiej planuje się w sumie od 10 000 do 20 000 satelitów, nad którymi badania prowadzi specjalny projekt badawczy ATLAS w Stuttgarcie. Oczekuje się, że pierwsze perowskity zostaną wysłane w przestrzeń kosmiczną w przyszłym roku lub rok później.

Postęp technologiczny i wydajność

Ogniwa słoneczne perowskitowe charakteryzują się wysoką wydajnością i elastycznymi możliwościami zastosowania. W laboratorium opracowano prototypy o wydajności do 26,95%. Połączenie perowskitów z krzemem w ogniwach tandemowych pozwoliło osiągnąć sprawność nawet na poziomie ponad 30 procent, a w indywidualnych przypadkach aż do 34,6 procent. Technologia ta efektywniej wykorzystuje różne obszary światła i może stanowić najbardziej obiecującą innowację w dziedzinie fotowoltaiki i transformacji energetycznej, m.in. Centrum Mediów Naukowych podsumowuje.

Długoterminowy test przeprowadzony w Berlinie pokazuje, że wydajność perowskitu pozostaje stabilna latem, natomiast zimą następuje spadek o około 30 procent, co wynika z wahań sezonowych. Pomimo tych wyzwań długoterminowe testy potwierdziły, że straty wydajności w lecie są minimalne, a odwracalne zmiany wydajności mogą wystąpić w cyklu dnia i nocy.

Dojrzałość rynku i wyzwania

Pierwsze perowskitowe ogniwa słoneczne już weszły na rynek, ale nadal są badane ze względu na ich długoterminową stabilność i potrzebę udowodnienia ich trwałości w terenie. Niskie koszty produkcji i niskie zużycie energii przynoszą korzyści ekonomiczne, ale nadal potrzebne są badania, aby uczynić materiały bardziej przyjaznymi dla środowiska i trwałymi. Stosowanie ołowiu w procesie produkcyjnym jest istotnym problemem środowiskowym, którym należy się zająć, aby zapewnić zrównoważone użytkowanie.

Ponadto badania mają na celu opracowanie bezołowiowych alternatyw, które mogłyby jeszcze bardziej zwiększyć potencjał perowskitów. Aby zapewnić szerokie zastosowanie roztworów perowskitu, należy również stawić czoła wyzwaniom, takim jak straty wydajności na wczesnych etapach i wrażliwość materiałów na wilgoć, jak stwierdzono w dokumencie opracowanym przez Publikowanie forum jest badane bardziej szczegółowo.

Podsumowując, pomimo istniejących wyzwań, perowskitowe ogniwa słoneczne stanowią kluczowy czynnik dla fotowoltaiki nowej generacji ze względu na ich wysoką wydajność, opłacalność i elastyczne właściwości materiałowe. Poprawa stabilności i zrozumienia dynamiki sezonowej mają kluczowe znaczenie dla wykorzystania pełnego potencjału tej technologii i wniesienia znaczącego wkładu w transformację energetyczną.