Perovskitne solarne ćelije: budućnost proizvodnje energije u svemiru!

Perovskitne solarne ćelije: budućnost proizvodnje energije u svemiru!

Svemir ima presudnu ulogu u životu na Zemlji. Omogućuje glatko odvijanje svakodnevnog života putem GPS-a, vremenskih i televizijskih satelita. Međutim, ti se sateliti za rad oslanjaju na pouzdan izvor energije i primarno se napajaju solarnim ćelijama. Svemirska putovanja i misije na Zemlju uvelike ovise o opskrbi električnom energijom. Međutim, svemirsko zračenje predstavlja značajnu prijetnju solarnim ćelijama uzrokujući mikroskopske defekte u rešetki poluvodiča. U tom kontekstu, mlađa grupa na Sveučilištu u Potsdamu razvija fleksibilne solarne ćelije izrađene od inovativnog materijala perovskita, koji se može sam popraviti.

Posebna stvar kod perovskitnih solarnih ćelija je da, nakon oštećenja, defekti rešetke automatski "zacjeljuju" pomoću pokretnih iona u fleksibilnoj rešetki. Ovo novo svojstvo moglo bi revolucionirati korištenje solarnih ćelija u svemiru i osigurati stabilan izvor energije za buduće misije. Pri razvoju ove tehnologije fokus nije samo na primjeni u svemiru, već i na njezinoj učinkovitosti na Zemlji. Perovskite solarne ćelije već premašuju učinkovitost tradicionalnih silicijskih solarnih ćelija i nude izvanredne prednosti: tanje su, lakše i imaju manji ugljični otisak.

Budućnost solarne energije

Mogućnosti korištenja perovskitnih solarnih ćelija su obećavajuće. Filmovi na solarni pogon mogli bi se puštati u svemir za proizvodnju energije za astronaute na Međunarodnoj svemirskoj postaji i za buduće gradove na Mjesecu ili Marsu. Ova bi inovacija mogla znatno smanjiti težinu i troškove lansiranja svemirskih misija. Također se razvijaju koncepti koji omogućuju prijenos energije na Zemlju putem mikrovalova, što dodatno povećava potencijal solarnih ćelija u svemiru.

Paralelno s razvojem svemira, solarna energija na Zemlji posljednjih je godina značajno porasla. Prema izvješću Utopije, solarna energija postala je najjeftiniji oblik energije u cijelom svijetu. Značajne prekretnice postignute su samo u Njemačkoj početkom 2023. Prekoračenje granice od 100 GW, novi rekord napajanja od 45 GW 18. ožujka i više od pet milijuna solarnih sustava točke su od velikog interesa. Međutim, širenje solarne energije nije uvijek prošlo bez zastoja. Nakon faze stagnacije između 2013. i 2018., potaknute rezovima financiranja, širenje se ponovno ubrzalo pod saveznim ministrom gospodarstva Robertom Habeckom.

Tehnološki napredak i izazovi

Značajan pad cijene proizvodnje solarne energije – s 50 centi 2000. godine na manje od četiri centa danas – dodatno je potaknuo tržište. Značajan udio od 38% njemačke solarne energije dolazi iz domova. Ono što je posebno vrijedno istaknuti je kontinuirani rast balkonskih solarnih sustava, koji trenutno sudjeluju s nešto manje od 1% ukupne električne energije. Kritičari pak upozoravaju na moguću prekomjernu proizvodnju za sunčanih i vjetrovitih dana, što može dovesti do negativnih cijena električne energije.

Naknade koje je odredila država za operatere solarnih i vjetroelektrana prouzročile su troškove od 18,5 milijardi eura u 2024. Dok se visoke naknade prvenstveno odnose na starije sustave, prepoznata je potreba za proširenjem skladišta električne energije i europske elektroenergetske mreže kako bi se učinkovito upravljalo rastućom proizvodnjom solarne energije. Njemačka je i dalje vodeća lokacija za solarna istraživanja, s Fraunhoferovim institutom koji igra središnju ulogu. Već sada je jasno da bi perovskitne solarne ćelije mogle otvoriti novu eru u povijesti solarne energije jer su isplative i učinkovite.

Osim toga, u tijeku je istraživački rad na novim primjenama solarne energije. Planirana su inovativna rješenja koja integriraju solarne ćelije na ulice, biciklističke staze pa čak iu prozorska stakla. S obzirom na ove sveobuhvatne razvoje, solarna energija je na pragu novih visina i izazova, kako u svemiru tako i na Zemlji, s obećanjem održivog poboljšanja globalne opskrbe energijom.