Brandenburgas pie Havelas, Vācijā, nomalē atrodas rūpnīca, kas sola radikāli mainīt saules enerģijas nākotni. Tur Lielbritānijas uzņēmums Oxford PV ražo saules baterijas, kuras izmanto perovskīti, materiāls, ko daudzi uzskata par būtisku saules enerģijas nākotnei. Šīs šūnas ir jauna veida tehnoloģija, kuras pamatā ir perovskīts, kas varētu mainīt atjaunojamās enerģijas ainavu.
Saules tehnoloģiju rūpnīca
Oksfordas fotoelektrostaciju rūpnīcu ieskauj rāmi lauku apvidi, bet iekšienē tiek izstrādātas inovācijas, kas varētu pārveidot saules enerģijas ražošanu. Uzņēmuma galvenais tehnoloģiju vadītājs Kriss Keiss šo vietu raksturo kā “manu dziļāko vēlmju realizāciju”.
Oxford PV kopā ar citiem uzņēmumiem, piemēram, QCells, ir uzticējušies perovskīta tehnoloģijai. Šis fotoelementu materiāls, salīdzinoši lēts un viegli iegūstams, ir parādījis lielu potenciālu saules paneļu efektivitātes uzlabošanā. Faktiski ir sagaidāms, ka nākamgad tirgū nonāks komerciāli saules paneļi ar perovskīta-silīcija elementiem.
Kas attiecas uz citiem uzņēmumiem šajā jomā, Hanwha QCells paziņoja par nodomu ieguldīt 100 miljonus ASV dolāru tandēma saules bateriju ražošanas līnijā, kurā integrēts silīcijs un perovskīts — tehnoloģija, kas sāks darboties līdz 2024. gada beigām. Tas liecina, ka lielie zīmoli veic derības. lielā mērā uz šo jauninājumu.
Jauna tipa saules baterijas ar perovskīta tehnoloģiju
Tas, kas ir aizraujošs par saules baterijām, kas izgatavotas ar perovskītu, ir to spēja uztvert lielāku saules gaismas daudzumu, salīdzinot ar parastajām silīcija baterijām. Integrējot abus materiālus, izmantojot tā saukto tandēma saules baterijas, kopējo enerģijas pārveidošanas efektivitāti var palielināt. Lai gan tikai silīcija saules baterijas var sasniegt līdz 26% efektivitāti, perovskīta tandēma šūnas viegli pārsniedz šo robežu, sasniedzot līdz 31,6, XNUMX%, kā nesen pierādīja Fraunhofera institūts.
Tandēma šūnu priekšrocība ir lielāka saules viļņu garuma diapazona uztveršana. Tas nodrošina līdz pat 20% lielāku enerģijas ražošanu salīdzinājumā ar tradicionālajām silīcija šūnām. Tomēr perovskītu sākotnējās izmaksas joprojām ir izaicinājums, lai gan tehnoloģijas atbalstītāji atzīmē, ka blīvās pilsētu teritorijās vai industriālajos kompleksos, kur zeme ir ierobežota, palielinātā elektroenerģijas ražošana ātri kompensēs papildu izdevumus.
Jaunā tipa perovskīta saules baterijas ietekme
Šīs tehnoloģijas ietekme ir ievērojama. Atšķirībā no silīcija šūnām, perovskīta šūnas var ražot daudz zemākā temperatūrā, samazinot ražošanas izmaksas. Turklāt tie ir elastīgāki un vieglāki, un tos var uzklāt uz daudzveidīgākām virsmām, piemēram, balkoniem vai pat logu rāmjiem.
Paredzams, ka saules enerģijas tirgū būs nepieciešams līdz 75 teravavatu (TW) jauda uzstādīta līdz 2050. gadam salīdzinājumā ar pašreizējo 1,2 TW. Neskatoties uz perovskītu sasniegumiem, izaicinājums joprojām ir to izturība. Pat ja tā ir, svarīgi sasniegumi materiālu un virsmas apstrādē, piemēram, pasivēšana, ievērojami uzlabo savu ilgtermiņa stabilitāti.
Piemēram, pētnieki ir atklājuši, ka pasivēšana, izmantojot aminosilānus, var uzlabot gan perovskīta šūnu efektivitāti, gan darbības stabilitāti. Pateicoties šīm procedūrām, ir izdevies saglabāt līdz pat 95% no sākotnējās efektivitātes pēc 1.500 stundu lietošanas ekstremālos apstākļos.
Rekordi efektivitātes ziņā
Perovskīta saules baterijas ir attīstījušās ļoti strauji. Lai gan 2009. gadā tie knapi spēja pārvērst enerģijā 3,8% saules gaismas, pašreizējās versijas jau sasniedz 26,1% efektivitāti un pat 31,6% tandēmā ar silīciju, kā jau minējām iepriekš.
Turklāt dažas laboratorijas visā pasaulē pēta vēl uzlabotas šo šūnu versijas, piemēram, šūnas perovskīta-perovskīta tandēms, kas pilnībā atsakās no silīcija, un kuru efektivitāte jau ir 28,49%. Kamēr šīs versijas joprojām tiek izstrādātas, tās piedāvā vēl lielāku enerģijas ražošanas iespēju, pateicoties spējai uztvert dažādas saules spektra daļas ar materiāliem, kas ir daudz lētāki nekā silīcijs.
Praktiski šie sasniegumi ne tikai nospiež saules bateriju tradicionālos ierobežojumus, bet arī var samazināt šo tehnoloģiju kopējās izmaksas, padarot tās pieejamākas un elastīgākas plašam lietojumu klāstam. Tas ir galvenais saules enerģijas masveida ieviešanai visā pasaulē.
Ar visiem šiem jauninājumiem, lai gan joprojām ir jāatrisina problēmas, piemēram, degradācija mitruma vai karstuma dēļ, perovskīts ir ceļā uz patiesu revolūciju atjaunojamās enerģijas nozarē. Ja izturības sasniegumi var atbilst efektivitātes rādītājiem, perovskīti, visticamāk, pārspēs pašreizējās tehnoloģijas un radikāli mainīs veidu, kā pasaule patērē saules enerģiju.
Tā kā šī tehnoloģija turpina labot rekordus pēc rekorda, nav šaubu, ka mēs esam uz jaunas saules enerģijas ēras, laikmeta, kurā tīra enerģija būs efektīvāka, pieejamāka un dzīvotspējīgāka nekā jebkad agrāk.