Perovskitne sončne celice: Prihodnost pridobivanja energije v vesolju!

Perovskitne sončne celice: Prihodnost pridobivanja energije v vesolju!

Vesolje igra ključno vlogo v življenju na Zemlji. Omogoča nemoteno vsakdanje življenje prek GPS-a, vremenskih in televizijskih satelitov. Vendar se ti sateliti za delovanje zanašajo na zanesljiv vir energije in se napajajo predvsem iz sončnih celic. Vesoljska potovanja in zemeljske misije so močno odvisne od oskrbe z električno energijo. Vendar pa vesoljsko sevanje predstavlja veliko nevarnost za sončne celice, saj povzroča mikroskopske napake v polprevodniški mreži. Glede na to ozadje nižja skupina na Univerzi v Potsdamu razvija prožne sončne celice iz inovativnega materiala perovskit, ki se lahko sam popravi.

Posebnost perovskitnih sončnih celic je, da se napake na mreži po poškodbi samodejno »zacelijo« z uporabo mobilnih ionov v fleksibilni mreži. Ta nova lastnost bi lahko spremenila uporabo sončnih celic v vesolju in zagotovila stabilen vir energije za prihodnje misije. Pri razvoju te tehnologije ni poudarek le na aplikacijah v vesolju, ampak tudi na njeni učinkovitosti na Zemlji. Perovskite sončne celice že presegajo učinkovitost tradicionalnih silicijevih sončnih celic in ponujajo izjemne prednosti: so tanjše, lažje in imajo manjši ogljični odtis.

Prihodnost sončne energije

Možnosti uporabe perovskitnih sončnih celic so obetavne. Filme na sončno energijo bi lahko predvajali v vesolju za ustvarjanje energije za astronavte na Mednarodni vesoljski postaji in za prihodnja mesta na Luni ali Marsu. Ta inovacija bi lahko znatno zmanjšala težo in stroške izstrelitve vesoljskih misij. Razvijajo se tudi koncepti, ki omogočajo prenos energije na Zemljo prek mikrovalov, kar še povečuje potencial sončnih celic v vesolju.

Vzporedno z razvojem vesolja je sončna energija na Zemlji v zadnjih letih močno narasla. Po poročilu Utopie je sončna energija postala najcenejša oblika energije na svetu. Samo v Nemčiji so bili v začetku leta 2023 doseženi pomembni mejniki. Točke velikega zanimanja so preseganje meje 100 GW, nov dovodni rekord 45 GW 18. marca in več kot pet milijonov sončnih sistemov. Vendar širitev sončne energije ni vedno potekala brez zastojev. Po fazi stagnacije med letoma 2013 in 2018, ki jo je sprožilo zmanjšanje financiranja, se je širitev znova pospešila pod vodstvom zveznega ministra za gospodarstvo Roberta Habecka.

Tehnološki napredek in izzivi

Občutno znižanje stroškov proizvodnje sončne energije – s 50 centov leta 2000 na manj kot štiri cente danes – je dodatno spodbudilo trg. Pomemben delež 38 % nemške sončne energije prihaja iz domov. Posebej velja izpostaviti stalno rast balkonskih solarnih sistemov, ki trenutno prispevajo le slab 1 % celotne električne energije. Kritiki pa opozarjajo na možno prekomerno proizvodnjo v sončnih in vetrovnih dneh, kar lahko povzroči negativne cene električne energije.

Državno določena plačila za operaterje solarnih in vetrnih sistemov so v letu 2024 povzročila stroške v višini 18,5 milijarde evrov. Medtem ko se visoka plačila nanašajo predvsem na starejše sisteme, se priznava potreba po razširitvi skladiščenja električne energije in evropskega elektroenergetskega omrežja za učinkovito upravljanje naraščajoče proizvodnje sončne energije. Nemčija ostaja vodilna lokacija za sončne raziskave, pri čemer ima Fraunhoferjev inštitut osrednjo vlogo. Jasno je že, da bi lahko perovskitne sončne celice začele novo dobo v zgodovini sončne energije, ker so stroškovno učinkovite in učinkovite.

Poleg tega potekajo raziskave o novih aplikacijah sončne energije. Načrtovane so inovativne rešitve, ki integrirajo sončne celice na ulice, kolesarske poti in celo v okenska stekla. Glede na ta obsežni razvoj je sončna energija na pragu novih višin in izzivov, tako v vesolju kot na Zemlji, z obljubo trajnostnega izboljšanja globalne oskrbe z energijo.