Revoliucija Štutgarte: kaip perovskito saulės elementai formuoja energetikos ateitį!

Revoliucija Štutgarte: kaip perovskito saulės elementai formuoja energetikos ateitį!

Daktaras Afshanas Jamshaidas, doktorantas iš Pakistano, ir Asfaw Assegde, mokslininkas iš Etiopijos, dirba Štutgarto universiteto Fotoelektros institute (IPV). Šis institutas yra žinomas dėl savo vadovaujamo vaidmens kuriant fotovoltinę technologiją. Assegde specializuojasi perovskito saulės elementų stabilumo gerinimo ir kompozicijos inžinerijos srityse ir siekia sukurti neorganinius skaidrius saulės elementus, kurie ateityje tarnaus kaip langai namų ūkiuose. Jis užaugo vietovėje, kurioje nėra elektros, ir žino, kokia vertinga gali būti saulės energija, ypač regionuose, kuriuose mažai elektros.

Assegde taip pat pabrėžia Vokietijos svarbą siūlyti aukštos kokybės mokslinius instrumentus ir įrenginius. Per ateinantį dešimtmetį jis planuoja grįžti į Etiopiją ir pastatyti atsinaujinančios energijos tyrimų centrą. Jis taip pat nori įkurti startuolį, kuris savo tyrimų rezultatus pritaikytų praktikoje. Štutgartas, žinomas dėl miesto ir gamtos gyvenimo derinio, suteikia jam reikalingo įkvėpimo, ypač dėl savo artumo Juodojo miško ir prieinamo halal maisto.

Pagrindinė technologija: perovskito saulės elementai

Perovskito saulės elementai laikomi pagrindine energijos perėjimo technologija. Nuo 2009 m. jie padidino savo efektyvumą nuo 3 % iki daugiau nei 31 %, pabrėždami jų, kaip tvaraus saulės energijos sprendimo, potencialą. Jų išskirtinumas slypi kristalinėje struktūroje, kurioje susijungia organiniai ir neorganiniai komponentai. Ši technologija užtikrina didelį lankstumą ir įvairiapusę medžiagų sudėtį, kuri suteikia lemiamų pranašumų prieš tradicinius saulės elementus.

JAV Energetikos departamentas (DOE) remia mokslinių tyrimų ir plėtros projektus, kuriais siekiama padidinti metalo halogenidų perovskito saulės elementų efektyvumą ir tarnavimo laiką. Tikslas – paspartinti šios technologijos komercializavimą ir ženkliai sumažinti gamybos kaštus. Perovskitai yra pagrindinė šių saulės elementų sugerianti medžiaga arba „aktyvus sluoksnis“, tai reiškia, kad jie sugeria šviesą ir taip sužadina įkrautas daleles, kurios gamina elektros energiją.

Palyginimas su tradiciniais saulės elementais

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

Negalima nepastebėti ir perovskitinių saulės elementų privalumų: jie pasižymi didesniu efektyvumu ir našumu, žymiai mažesnėmis gamybos sąnaudomis ir plačiu pritaikymo spektru – nuo ​​nešiojamų prietaisų iki architektūrinių sprendimų. Nepaisant to, jie susiduria su tokiais iššūkiais kaip ilgalaikis stabilumas ir jautrumas drėgnai aplinkai. Taip pat susirūpinimą kelia tam tikrų medžiagų toksiškumas.

Naujausi įvykiai rodo, kad tokios kompanijos kaip Oxford PV, CubicPV ir Saule Technologies stengiasi tobulinti šią technologiją. Bandomieji projektai jau parodo komercinio pritaikymo galimybes. „SolarOnline“. prognozuoja, kad perovskito saulės elementų rinkos dydis gali padidėti nuo 301,3 mln. USD 2023 m. iki daugiau nei 15 mlrd. USD iki 2031 m., o CAGR bus 64,61%.

Perovskito technologijos tyrimai gali ne tik pakeisti saulės energiją, bet ir labai prisidėti prie CO₂ emisijų mažinimo. Vartotojai gali tikėtis didesnio sąnaudų efektyvumo ir geresnio energijos vartojimo. JAV energetikos departamentas optimistiškai vertina šios technologijos integravimą į esamas sistemas, o tai gali visam laikui pakeisti pasaulinį energijos derinį.