Revolúcia v Stuttgarte: Ako perovskitové solárne články formujú energetickú budúcnosť!

Revolúcia v Stuttgarte: Ako perovskitové solárne články formujú energetickú budúcnosť!

Dr. Afshan Jamshaid, postdoktorandský výskumník z Pakistanu, a Asfaw Assegde, výskumník z Etiópie, pracujú v Inštitúte pre fotovoltaiku (ipv) na Univerzite v Stuttgarte. Tento inštitút je známy svojou vedúcou úlohou vo vývoji fotovoltaickej technológie. Assegde sa špecializuje na zlepšovanie stability perovskitových solárnych článkov a kompozičné inžinierstvo a jeho cieľom je vyvinúť anorganické transparentné solárne články, ktoré budú v budúcnosti slúžiť ako okná v domácnostiach. Vyrastal v oblasti bez elektriny a vie, aká cenná môže byť slnečná energia, najmä v regiónoch s malým prístupom k elektrickej energii.

Assegde tiež zdôrazňuje dôležitosť Nemecka ponúkať vysokú kvalitu vedeckých nástrojov a zariadení. V nasledujúcom desaťročí sa plánuje vrátiť do Etiópie, aby tam vybudoval výskumné centrum obnoviteľnej energie. Chce tiež založiť start-up, ktorý by svoje výsledky výskumu uviedol do praxe. Stuttgart, známy kombináciou života v meste a prírode, mu ponúka potrebnú inšpiráciu, v neposlednom rade vďaka blízkosti Čierneho lesa a dostupnosti halal jedla.

Kľúčová technológia: perovskitové solárne články

Perovskitové solárne články sa považujú za kľúčovú technológiu pre energetický prechod. Od roku 2009 zvýšili svoju účinnosť z iba 3 % na viac ako 31 %, čím podčiarkli svoj potenciál ako udržateľného riešenia solárnej energie. Ich jedinečnosť spočíva v kryštálovej štruktúre, ktorá spája organické a anorganické zložky. Táto technológia umožňuje vysokú flexibilitu a všestranné materiálové zloženie, ktoré ponúka rozhodujúce výhody oproti tradičným solárnym článkom.

Ministerstvo energetiky USA (DOE) podporuje výskumné a vývojové projekty na zvýšenie účinnosti a životnosti kovových halogenidových perovskitových solárnych článkov. Cieľom je urýchliť komercializáciu tejto technológie a výrazne znížiť výrobné náklady. Perovskity predstavujú hlavný absorpčný materiál alebo „aktívnu vrstvu“ v týchto solárnych článkoch, čo znamená, že absorbujú svetlo a tým excitujú nabité častice, ktoré produkujú elektrickú energiu.

Porovnanie s tradičnými solárnymi článkami

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

Výhody perovskitových solárnych článkov nemožno prehliadnuť: ponúkajú vyššiu účinnosť a výkon, výrazne nižšie výrobné náklady a široké možnosti použitia, od nositeľných zariadení až po architektonické riešenia. Napriek tomu čelia výzvam, ako je dlhodobá stabilita a citlivosť na vlhké prostredie. Existujú tiež obavy z toxicity určitých materiálov.

Nedávny vývoj ukazuje, že spoločnosti ako Oxford PV, CubicPV a Saule Technologies pracujú na pokrokoch v tejto technológii. Pilotné projekty už demonštrujú potenciál pre komerčné využitie. SolarOnline predpovedá, že veľkosť trhu s perovskitovými solárnymi článkami by sa mohla zvýšiť z 301,3 milióna dolárov v roku 2023 na viac ako 15 miliárd dolárov do roku 2031, pričom by sa zaznamenala CAGR 64,61 %.

Výskum technológie perovskitu by mohol nielen spôsobiť revolúciu v solárnej energii, ale aj rozhodujúcim spôsobom prispieť k zníženiu emisií CO₂. Spotrebitelia sa môžu tešiť na vyššiu nákladovú efektívnosť a lepší energetický výnos. Ministerstvo energetiky USA je optimistický, pokiaľ ide o integráciu tejto technológie do existujúcich systémov, čo by mohlo trvalo zmeniť globálny energetický mix.