Perovskitne sončne celice: Zelena revolucija energetskega prehoda je neizbežna!

Perovskitne sončne celice: Zelena revolucija energetskega prehoda je neizbežna!

Michael Saliba, vodja Inštituta za fotovoltaiko na Univerzi v Stuttgartu, poudarja izjemen pomen perovskitnih sončnih celic za trajnostni energetski prehod. Materiali, ki po strukturi spominjajo na kristale, ponujajo obetavno osnovo za razvoj sončnih celic in polprevodnikov, saj lahko učinkovito absorbirajo sončno svetlobo in jo pretvorijo v električni tok. Metode izdelave so podobne tiskarskim tehnikam, ki jih poznamo že iz časopisne proizvodnje. Zaradi tega je proizvodnja potencialno stroškovno učinkovitejša od tradicionalnih silicijevih sončnih celic, ki zahtevajo izjemno čiste materiale. Perovskiti pa so tolerantni na nečistoče, kar močno olajša njihovo aplikacijo, kot npr uni-stuttgart.de poročali.

Raziskave perovskitov se osredotočajo tudi na stabilizacijo teh materialov, ker so občutljivi na vodo, kisik in svetlobo. Prvi moduli so že izdelani in nameščeni na strehi inštituta, vendar pa bo za širšo uvedbo na trg potreben čas. V naslednjih 20 letih je za nizko zemeljsko orbito predvidenih skupno 10.000 do 20.000 satelitov, ki jih raziskuje posebni raziskovalni projekt ATLAS v Stuttgartu. Prve perovskite naj bi poslali v vesolje prihodnje leto ali leto zatem.

Tehnološki napredek in učinkovitost

Perovskitne sončne celice odlikujejo visoki izkoristki in prilagodljive možnosti uporabe. V laboratoriju so razvili prototipe z učinkovitostjo do 26,95 odstotka. Kombinacija perovskitov s silicijem v tandemskih celicah dosega celo izkoristke nad 30 odstotkov, v posameznih primerih tudi do 34,6 odstotka. Ta tehnologija učinkoviteje uporablja različna področja svetlobe in bi lahko predstavljala najbolj obetavno inovacijo za fotovoltaiko in energetski prehod, tako Znanstveno medijsko središče povzema.

Dolgoročni test v Berlinu je pokazal, da zmogljivost perovskita ostaja stabilna poleti, medtem ko se pozimi zmanjša za približno 30 odstotkov, kar je posledica sezonskih nihanj. Kljub tem izzivom je dolgoročno testiranje potrdilo, da so poletne izgube učinkovitosti minimalne in da lahko pride do reverzibilnih sprememb učinkovitosti v ciklu dan-noč.

Zrelost trga in izzivi

Prve perovskitne sončne celice so že prišle na trg, vendar jih še preiskujejo zaradi njihove dolgoročne stabilnosti in potrebe po dokazovanju njihove vzdržljivosti na terenu. Nizki proizvodni stroški in nizka poraba energije prinašajo gospodarske koristi, vendar so še vedno potrebne raziskave, da bi materiali postali okolju prijaznejši in trajnejši. Uporaba svinca v proizvodnem procesu je pomemben okoljski problem, ki ga je treba obravnavati, da se zagotovi trajnostna uporaba.

Poleg tega je cilj raziskave razviti alternative brez svinca, ki bi lahko dodatno povečale potencial perovskitov. Izzive, kot so izgube učinkovitosti v zgodnjih fazah in občutljivost materialov na vlago, je treba obravnavati tudi za uresničitev široke uporabe raztopin perovskita, kot je navedeno v dokumentu Založba foruma se podrobneje preuči.

Če povzamemo, kljub obstoječim izzivom predstavljajo perovskitne sončne celice ključni dejavnik za naslednjo generacijo fotovoltaike zaradi svoje visoke učinkovitosti, stroškovne učinkovitosti in lastnosti fleksibilnega materiala. Izboljšave v stabilnosti in razumevanju sezonske dinamike so ključnega pomena za uresničitev celotnega potenciala te tehnologije in pomemben prispevek k energetskemu prehodu.