Revolūcija Štutgartē: kā perovskīta saules baterijas veido enerģijas nākotni!

Revolūcija Štutgartē: kā perovskīta saules baterijas veido enerģijas nākotni!

Dr Afshan Jamshaid, pēcdoktorantūras pētnieks no Pakistānas un Asfaw Assegde, pētnieks no Etiopijas, strādā Štutgartes Universitātes Fotoelementu institūtā (IPV). Šis institūts ir pazīstams ar savu vadošo lomu fotoelektrisko tehnoloģiju attīstībā. Assegde specializējas perovskīta saules bateriju stabilitātes uzlabošanā un kompozīcijas inženierijā, un tās mērķis ir izstrādāt neorganiskas caurspīdīgas saules baterijas, kas nākotnē kalpos kā logi mājsaimniecībās. Viņš uzauga apgabalā, kurā nav elektrības, un zina, cik vērtīga var būt saules enerģija, it īpaši reģionos, kur elektrība nav pieejama.

Assegde arī uzsver, ka Vācijai ir svarīgi piedāvāt augstas kvalitātes zinātniskos instrumentus un iekārtas. Nākamajā desmitgadē viņš plāno atgriezties Etiopijā, lai izveidotu atjaunojamās enerģijas pētniecības centru. Viņš arī vēlas dibināt jaunuzņēmumu, lai savus pētījumu rezultātus liktu lietā. Štutgarte, kas pazīstama ar pilsētas un dabas dzīves apvienojumu, piedāvā viņam vajadzīgo iedvesmu, jo īpaši pateicoties tās tuvumam Švarcvalnam un halal pārtikas pieejamībai.

Galvenā tehnoloģija: perovskīta saules baterijas

Perovskīta saules baterijas tiek uzskatītas par galveno tehnoloģiju enerģijas pārejai. Kopš 2009. gada tie ir palielinājuši savu efektivitāti no tikai 3% līdz vairāk nekā 31%, uzsverot to potenciālu kā ilgtspējīgu risinājumu saules enerģijai. To unikalitāte slēpjas kristāla struktūrā, kas apvieno organiskās un neorganiskās sastāvdaļas. Šī tehnoloģija nodrošina augstu elastību un daudzpusīgu materiālu sastāvu, kas piedāvā izšķirošas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām saules baterijām.

ASV Enerģētikas departaments (DOE) atbalsta pētniecības un attīstības projektus, lai palielinātu metālu halogenīdu perovskīta saules bateriju efektivitāti un kalpošanas laiku. Mērķis ir paātrināt šīs tehnoloģijas komercializāciju un būtiski samazināt ražošanas izmaksas. Perovskīti šajās saules baterijās ir galvenais absorbcijas materiāls jeb "aktīvais slānis", kas nozīmē, ka tie absorbē gaismu un tādējādi ierosina lādētas daļiņas, kas ražo elektrisko enerģiju.

Salīdzinājums ar tradicionālajām saules baterijām

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

Nevar nepamanīt perovskīta saules bateriju priekšrocības: tās piedāvā augstāku efektivitāti un veiktspēju, ievērojami zemākas ražošanas izmaksas un plašu pielietojumu klāstu, sākot no valkājamām ierīcēm līdz arhitektūras risinājumiem. Tomēr viņi saskaras ar tādām problēmām kā ilgtermiņa stabilitāte un jutīgums pret mitru vidi. Pastāv arī bažas par noteiktu materiālu toksicitāti.

Jaunākie notikumi liecina, ka tādi uzņēmumi kā Oxford PV, CubicPV un Saule Technologies strādā pie tehnoloģiju sasniegumiem. Izmēģinājuma projekti jau demonstrē komerciālu lietojumu potenciālu. Saules enerģija tiešsaistē prognozē, ka perovskīta saules bateriju tirgus apjoms varētu pieaugt no 301,3 miljoniem ASV dolāru 2023. gadā līdz vairāk nekā 15 miljardiem ASV dolāru līdz 2031. gadam, reģistrējot CAGR 64,61%.

Perovskīta tehnoloģijas pētījumi varētu ne tikai revolucionizēt saules enerģiju, bet arī dot izšķirošu ieguldījumu CO₂ emisiju samazināšanā. Patērētāji var cerēt uz lielāku izmaksu efektivitāti un uzlabotu enerģijas ieguvi. ASV Enerģētikas departaments ir optimistisks par šīs tehnoloģijas integrāciju esošajās sistēmās, kas varētu neatgriezeniski mainīt globālo enerģijas avotu struktūru.