Επανάσταση στη Στουτγάρδη: Πώς τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη διαμορφώνουν το ενεργειακό μέλλον!

Επανάσταση στη Στουτγάρδη: Πώς τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη διαμορφώνουν το ενεργειακό μέλλον!

Ο Δρ. Afshan Jamshaid, μεταδιδακτορικός ερευνητής από το Πακιστάν, και ο Asfaw Assegde, ερευνητής από την Αιθιοπία, εργάζονται στο Ινστιτούτο Φωτοβολταϊκών (ipv) στο Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης. Αυτό το ινστιτούτο είναι γνωστό για τον ηγετικό του ρόλο στην ανάπτυξη της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Η Assegde ειδικεύεται στη βελτίωση της σταθερότητας των ηλιακών κυψελών περοβσκίτη και στη μηχανική σύνθεσης και στοχεύει στην ανάπτυξη ανόργανων διαφανών ηλιακών κυψελών που θα χρησιμεύουν ως παράθυρα σε νοικοκυριά στο μέλλον. Μεγάλωσε σε μια περιοχή χωρίς ηλεκτρισμό και ξέρει πόσο πολύτιμη μπορεί να είναι η ηλιακή ενέργεια, ειδικά σε περιοχές με μικρή πρόσβαση σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ο Assegde τονίζει επίσης τη σημασία της Γερμανίας να προσφέρει υψηλής ποιότητας επιστημονικά όργανα και εγκαταστάσεις. Σχεδιάζει να επιστρέψει στην Αιθιοπία την επόμενη δεκαετία για να χτίσει ένα ερευνητικό κέντρο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Θέλει επίσης να ιδρύσει μια start-up για να κάνει πράξη τα αποτελέσματα της έρευνάς του. Η Στουτγάρδη, γνωστή για τον συνδυασμό της ζωής της πόλης και της φύσης, του προσφέρει την έμπνευση που χρειάζεται, κυρίως χάρη στην εγγύτητά της με τον Μέλανα Δρυμό και τη διαθεσιμότητα φαγητού χαλάλ.

Η βασική τεχνολογία: ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη

Τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη θεωρούνται βασική τεχνολογία για την ενεργειακή μετάβαση. Από το 2009, έχουν αυξήσει την απόδοσή τους από μόλις 3% σε πάνω από 31%, υπογραμμίζοντας τις δυνατότητές τους ως βιώσιμη λύση για την ηλιακή ενέργεια. Η μοναδικότητά τους έγκειται στην κρυσταλλική δομή, η οποία συνδυάζει οργανικά και ανόργανα συστατικά. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει την υψηλή ευελιξία και την ευέλικτη σύνθεση υλικού, η οποία προσφέρει αποφασιστικά πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών ηλιακών κυψελών.

Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) υποστηρίζει έργα έρευνας και ανάπτυξης για την αύξηση της απόδοσης και της διάρκειας ζωής των ηλιακών κυψελών περοβσκίτη αλογονιδίου μετάλλου. Στόχος είναι να επιταχυνθεί η εμπορευματοποίηση αυτής της τεχνολογίας και να μειωθεί σημαντικά το κόστος παραγωγής. Οι περοβσκίτες αντιπροσωπεύουν το κύριο υλικό απορρόφησης ή το «ενεργό στρώμα» σε αυτά τα ηλιακά κύτταρα, που σημαίνει ότι απορροφούν το φως και έτσι διεγείρουν τα φορτισμένα σωματίδια που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.

Σύγκριση με παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα

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

Τα πλεονεκτήματα των ηλιακών κυψελών περοβσκίτη δεν μπορούν να παραβλεφθούν: προσφέρουν υψηλότερη απόδοση και απόδοση, σημαντικά χαμηλότερο κόστος παραγωγής και ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από φορητές συσκευές έως αρχιτεκτονικές λύσεις. Ωστόσο, αντιμετωπίζουν προκλήσεις όπως η μακροπρόθεσμη σταθερότητα και η ευαισθησία σε υγρά περιβάλλοντα. Υπάρχουν επίσης ανησυχίες για την τοξικότητα ορισμένων υλικών.

Οι πρόσφατες εξελίξεις δείχνουν ότι εταιρείες όπως η Oxford PV, η CubicPV και η Saule Technologies εργάζονται για την πρόοδο της τεχνολογίας. Τα πιλοτικά έργα καταδεικνύουν ήδη τις δυνατότητες για εμπορικές εφαρμογές. SolarOnline προβλέπει ότι το μέγεθος της αγοράς ηλιακών κυττάρων περοβσκίτη θα μπορούσε να αυξηθεί από 301,3 εκατομμύρια δολάρια το 2023 σε πάνω από 15 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2031, καταγράφοντας CAGR 64,61%.

Η έρευνα στην τεχνολογία περοβσκίτη όχι μόνο θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην ηλιακή ενέργεια, αλλά και να συμβάλει αποφασιστικά στη μείωση των εκπομπών CO₂. Οι καταναλωτές μπορούν να προσβλέπουν σε μεγαλύτερη αποδοτικότητα κόστους και βελτιωμένη απόδοση ενέργειας. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ είναι αισιόδοξος για την ενσωμάτωση αυτής της τεχνολογίας στα υπάρχοντα συστήματα, τα οποία θα μπορούσαν να αλλάξουν οριστικά το παγκόσμιο ενεργειακό μείγμα.