Perovskite solceller: Framtiden för energigenerering i rymden!

Perovskite solceller: Framtiden för energigenerering i rymden!

Rymden spelar en avgörande roll i livet på jorden. Det gör det möjligt för vardagen att löpa smidigt genom GPS, väder och tv-satelliter. Dessa satelliter är dock beroende av en pålitlig energikälla för att fungera och drivs i första hand av solceller. Rymdresor och jorduppdrag är mycket beroende av elektricitet. Rymdstrålning utgör dock ett betydande hot mot solceller genom att orsaka mikroskopiska defekter i halvledargittret. Mot denna bakgrund utvecklar en juniorgrupp vid universitetet i Potsdam flexibla solceller gjorda av det innovativa materialet perovskit, som kan reparera sig själv.

Det speciella med perovskitsolceller är att gallerdefekter efter skada automatiskt "läker" med hjälp av mobila joner i det flexibla gittret. Denna nya egenskap skulle kunna revolutionera användningen av solceller i rymden och ge en stabil energikälla för framtida uppdrag. När man utvecklar denna teknik ligger fokus inte bara på tillämpningar i rymden, utan också på dess effektivitet på jorden. Perovskite-solceller överstiger redan effektiviteten hos traditionella kiselsolceller och erbjuder anmärkningsvärda fördelar: De är tunnare, lättare och har ett mindre koldioxidavtryck.

Framtiden för solenergi

Möjligheterna att använda perovskitsolceller är lovande. Soldrivna filmer skulle kunna rullas ut i rymden för att generera energi till astronauter på den internationella rymdstationen och för framtida städer på månen eller Mars. Denna innovation kan avsevärt minska vikten och uppskjutningskostnaderna för rymduppdrag. Det utvecklas också koncept som gör att energi kan överföras till jorden via mikrovågor, vilket ytterligare ökar potentialen för solceller i rymden.

Parallellt med utvecklingen i rymden har solenergin på jorden vuxit kraftigt de senaste åren. Enligt en rapport från Utopia har solenergi blivit den billigaste energiformen i världen. Betydande milstolpar nåddes bara i Tyskland i början av 2023. Överstigande 100 GW-gränsen är ett nytt inmatningsrekord på 45 GW den 18 mars och över fem miljoner solsystem intressanta platser. Utbyggnaden av solenergi har dock inte alltid skett utan motgångar. Efter en fas av stagnation mellan 2013 och 2018, utlöst av finansieringsnedskärningar, har expansionen tagit fart igen under den federala ekonomiministern Robert Habeck.

Tekniska framsteg och utmaningar

En betydande minskning av kostnaden för att generera solenergi – från 50 cent år 2000 till mindre än fyra cent idag – har stimulerat marknaden ytterligare. En betydande andel av 38 % av tysk solenergi kommer från hem. Det som är särskilt anmärkningsvärt är den kontinuerliga tillväxten av balkongsolsystem, som för närvarande bara bidrar med knappt 1 % av den totala elen. Kritiker varnar dock för eventuell överproduktion under soliga och blåsiga dagar, vilket kan leda till negativa elpriser.

Den statligt bestämda ersättningen till operatörer av sol- och vindsystem orsakade kostnader på 18,5 miljarder euro 2024. Medan höga ersättningar främst gäller äldre system, erkänns behovet av att bygga ut ellagring och det europeiska elnätet för att effektivt kunna hantera växande solkraftsproduktion. Tyskland är fortfarande en ledande plats för solforskning, där Fraunhofer-institutet spelar en central roll. Det är redan klart att perovskitsolceller kan inleda en ny era i solenergins historia eftersom de är kostnadseffektiva och effektiva.

Dessutom pågår forskningsarbete kring nya tillämpningar för solenergi. Innovativa lösningar planeras som integrerar solceller på gator, cykelvägar och även i fönsterrutor. Med tanke på denna svepande utveckling står solenergi på väg mot nya höjder och utmaningar, både i rymden och på jorden, med löftet om att hållbart förbättra den globala energiförsörjningen.