Revoluce ve Stuttgartu: Jak perovskitové solární články utvářejí energetickou budoucnost!

Revoluce ve Stuttgartu: Jak perovskitové solární články utvářejí energetickou budoucnost!

Dr. Afshan Jamshaid, postdoktorandský výzkumník z Pákistánu, a Asfaw Assegde, výzkumník z Etiopie, pracují v Institutu pro fotovoltaiku (ipv) na univerzitě ve Stuttgartu. Tento institut je známý svou vedoucí rolí ve vývoji fotovoltaické technologie. Assegde se specializuje na zlepšování stability perovskitových solárních článků a kompoziční inženýrství a jeho cílem je vyvinout anorganické průhledné solární články, které budou v budoucnu sloužit jako okna v domácnostech. Vyrostl v oblasti bez elektřiny a ví, jak cenná může být solární energie, zvláště v regionech s malým přístupem k elektřině.

Assegde také zdůrazňuje význam Německa nabízejícího vysokou kvalitu vědeckých přístrojů a zařízení. V příštím desetiletí se plánuje vrátit do Etiopie, aby zde vybudoval výzkumné centrum obnovitelné energie. Chce také založit start-up, který by své výsledky výzkumu uvedl do praxe. Stuttgart, známý svou kombinací života ve městě a přírodě, mu nabízí potřebnou inspiraci, v neposlední řadě díky blízkosti Černého lesa a dostupnosti halal jídla.

Klíčová technologie: perovskitové solární články

Perovskitové solární články jsou považovány za klíčovou technologii pro energetický přechod. Od roku 2009 zvýšily svou účinnost z pouhých 3 % na více než 31 %, čímž podtrhují svůj potenciál jako udržitelné řešení pro solární energii. Jejich jedinečnost spočívá v krystalové struktuře, která kombinuje organické a anorganické složky. Tato technologie umožňuje vysokou flexibilitu a všestranné materiálové složení, které nabízí rozhodující výhody oproti tradičním solárním článkům.

Americké ministerstvo energetiky (DOE) podporuje výzkumné a vývojové projekty ke zvýšení účinnosti a životnosti metalhalogenidových perovskitových solárních článků. Cílem je urychlit komercializaci této technologie a výrazně snížit výrobní náklady. Perovskity představují hlavní absorpční materiál nebo „aktivní vrstvu“ v těchto solárních článcích, což znamená, že absorbují světlo a tím excitují nabité částice, které produkují elektrickou energii.

Srovnání s tradičními solárními články

• Wirkungsgrad: Perowskit bis zu 25%, traditionelle etwa 15-20%
• Produktionskosten: Perowskit deutlich günstiger
• Flexibilität: Perowskit sehr hoch, traditionelle begrenzt

Výhody perovskitových solárních článků nelze přehlédnout: nabízejí vyšší účinnost a výkon, výrazně nižší výrobní náklady a širokou škálu aplikací, od nositelných zařízení až po architektonická řešení. Přesto čelí výzvám, jako je dlouhodobá stabilita a citlivost na vlhké prostředí. Existují také obavy z toxicity určitých materiálů.

Nedávný vývoj ukazuje, že společnosti jako Oxford PV, CubicPV a Saule Technologies pracují na pokroku v této technologii. Pilotní projekty již prokazují potenciál pro komerční aplikace. SolarOnline předpovídá, že velikost trhu s perovskitovými solárními články by se mohla zvýšit z 301,3 milionů $ v roce 2023 na více než 15 miliard $ do roku 2031, přičemž CAGR bude 64,61%.

Výzkum technologie perovskitu by mohl nejen způsobit revoluci v solární energii, ale také rozhodujícím způsobem přispět ke snížení emisí CO₂. Spotřebitelé se mohou těšit na vyšší nákladovou efektivitu a lepší energetický výnos. Ministerstvo energetiky USA je optimistický ohledně integrace této technologie do stávajících systémů, což by mohlo trvale změnit globální energetický mix.