钙钛矿太阳能电池：太空能源发电的未来！

钙钛矿太阳能电池：太空能源发电的未来！

太空在地球生命中发挥着至关重要的作用。它使日常生活能够通过 GPS、天气和电视卫星顺利进行。然而，这些卫星依赖可靠的能源来运行，并且主要由太阳能电池供电。太空旅行和地球任务严重依赖电力供应。然而，空间辐射会在半导体晶格中引起微观缺陷，从而对太阳能电池构成重大威胁。在此背景下，波茨坦大学的一个初级小组正在开发由创新材料钙钛矿制成的柔性太阳能电池，这种电池可以自我修复。

钙钛矿太阳能电池的特殊之处在于，损坏后，晶格缺陷会利用柔性晶格中的移动离子自动“修复”。这种新颖的特性可能会彻底改变太阳能电池在太空中的使用，并为未来的任务提供稳定的能源。开发这项技术时，重点不仅在于太空中的应用，还在于其在地球上的效率。钙钛矿太阳能电池的效率已经超过了传统硅太阳能电池，并具有显着的优势：它们更薄、更轻、碳足迹更小。

太阳能的未来

使用钙钛矿太阳能电池的可能性是有希望的。太阳能薄膜可以在太空中铺开，为国际空间站上的宇航员以及月球或火星上的未来城市提供能源。这项创新可以显着降低太空任务的重量和发射成本。还正在开发能够通过微波将能量转移到地球的概念，这进一步增加了太阳能电池在太空中的潜力。

与太空发展同步，地球上的太阳能近年来也显着增长。根据乌托邦的一份报告，太阳能已成为全球最便宜的能源形式。仅德国在 2023 年初就实现了重大里程碑。3 月 18 日突破 100 吉瓦大关，创下 45 吉瓦的新上网记录，超过 500 万个太阳能系统引起了人们的极大关注。然而，太阳能的扩张并不总是一帆风顺。在经历了 2013 年至 2018 年资金削减引发的停滞阶段之后，在联邦经济部长罗伯特·哈贝克 (Robert Habeck) 的领导下，扩张速度再次加快。

技术进步和挑战

太阳能发电成本大幅下降——从 2000 年的 50 美分降至如今的不到 4 美分——进一步刺激了市场。德国 38% 的太阳能发电很大一部分来自家庭。特别值得注意的是阳台太阳能系统的持续增长，目前仅占总电力的不到1%。然而，批评者警告说，晴天和刮风的日子可能会出现生产过剩，这可能会导致负电价。

国家确定的太阳能和风能系统运营商薪酬在 2024 年造成了 185 亿欧元的成本。虽然高额薪酬主要适用于旧系统，但人们认识到需要扩大电力存储和欧洲电网，以有效管理不断增长的太阳能发电。德国仍然是太阳能研究的领先国家，弗劳恩霍夫研究所发挥着核心作用。很明显，钙钛矿太阳能电池可能会开创太阳能历史上的新时代，因为它们具有成本效益和效率。

此外，太阳能新应用的研究工作正在进行中。计划推出创新解决方案，将太阳能电池集成到街道、自行车道甚至窗玻璃中。鉴于这些全面的发展，无论是在太空还是在地球上，太阳能都处于新的高度和挑战的尖端，有望可持续地改善全球能源供应。