В покрайнините на Бранденбург ан дер Хавел, Германия, се намира фабрика, готова да революционизира бъдещето на слънчевата енергия. Там британската компания Oxford PV произвежда слънчеви клетки, използващи перовскити , материал, който мнозина считат за ключов за бъдещето на слънчевата енергия. Тези клетки представляват нов вид технология, базирана на перовскит, която би могла да трансформира пейзажа на възобновяемата енергия.
Фабрика за соларни технологии
Фотоволтаичната фабрика в Оксфорд е заобиколена от спокойна природа, но вътре се разработват иновации, които биха могли да трансформират производството на слънчева енергия. Крис Кейс, главен технологичен директор на компанията, описва мястото като „реализацията на най-дълбоките ми стремежи“.
Oxford PV, заедно с други компании като QCells, се довери на перовскитната технология. Този фотоволтаичен материал, сравнително евтин и лесен за получаване, показа голям потенциал за подобряване на ефективността на слънчевите панели. Всъщност се очаква комерсиалните слънчеви панели с перовскитно-силициеви клетки да навлязат на пазара през следващата година.
Що се отнася до други компании в тази област, Hanwha QCells обяви намерението си да инвестира 100 милиона долара в производствена линия за тандемни слънчеви клетки, интегриращи силиций и перовскит, технология, която ще започне да функционира до края на 2024 г. Това показва, че големите марки залагат силно върху тази иновация.
Нов тип слънчева клетка с перовскитна технология
Впечатляващото при слънчевите клетки, изработени с перовскит, е способността им да улавят повече слънчева светлина в сравнение с конвенционалните силициеви клетки. Чрез интегрирането на двата материала, чрез така наречените тандемни слънчеви клетки , може да се увеличи общата ефективност на преобразуване на енергия. Докато силициевите слънчеви клетки сами по себе си могат да достигнат до 26% ефективност, тандемните клетки с перовскит лесно надхвърлят тази граница, постигайки до 31,6%, както наскоро беше демонстрирано от Института Фраунхофер.
Тандемните клетки имат предимството да улавят по-голям диапазон от слънчеви дължини на вълните. Това позволява до 20% по-високо производство на енергия в сравнение с традиционните силициеви клетки. Първоначалната цена на перовскитите обаче остава предизвикателство, въпреки че привържениците на технологията отбелязват, че в гъсти градски райони или индустриални комплекси, където земята е ограничена, увеличеното производство на електроенергия бързо ще компенсира допълнителните разходи.
Въздействие на новия тип перовскитна слънчева клетка
Въздействието на тази технология е значително. За разлика от силиконовите клетки, перовскитните клетки могат да се произвеждат при много по-ниски температури, което намалява производствените разходи. Освен това те са по-гъвкави и по-леки и могат да се прилагат върху по-разнообразни повърхности, като балкони или дори дограма.
Очаква се пазарът на слънчева енергия да изисква до 75 теравата (TW) инсталирана мощност до 2050 г., в сравнение с 1,2 TW днес. Въпреки напредъка в перовскитната технология, издръжливостта остава предизвикателство. Значителният напредък в материалите и повърхностните обработки, като например пасивация , обаче значително подобрява тяхната дългосрочна стабилност.
Например, изследователите са открили, че пасивирането с помощта на аминосилани може да подобри както ефективността, така и оперативната стабилност на перовскитните клетки. Благодарение на тези обработки е възможно да се запази до 95% от първоначалната ефективност след 1.500 часа употреба при екстремни условия.
Рекордьори по ефективност
Перовскитните слънчеви клетки са се развили много бързо. Докато през 2009 г. те едва успяваха да превърнат 3,8% от слънчевата светлина в енергия, сегашните версии вече достигат 26,1% ефективност и дори 31,6% в тандемната им форма със силиций, както споменахме по-рано.
Освен това, някои лаборатории по света изследват още по-усъвършенствани версии на тези клетки, като например перовскит-перовскитни тандемни клетки , които напълно елиминират силиция и вече са постигнали ефективност от 28,49%. Въпреки че тези версии все още са в процес на разработка, те предлагат потенциал за още по-голямо производство на енергия благодарение на способността си да улавят различни части от слънчевия спектър, използвайки материали, които са много по-евтини от силиция.
На практика този напредък не само разширява традиционните граници на слънчевите клетки, но може да намали общите разходи за тези технологии, правейки ги по-достъпни и гъвкави за широк спектър от приложения. Това е от ключово значение за масовото приемане на слънчева енергия по света.
С всички тези иновации, въпреки че все още има предизвикателства за решаване, като разграждане поради влажност или топлина, перовскитът е на път да генерира истинска революция в индустрията за възобновяема енергия. Ако напредъкът в издръжливостта може да достигне този в ефективността, перовскитите вероятно ще надминат настоящите технологии и радикално ще променят начина, по който светът консумира слънчева енергия.
Тъй като тази технология продължава да чупи рекорд след рекорд, няма съмнение, че сме на прага на нова ера за слънчевата енергия, ера, в която чистата енергия ще бъде по-ефективна, достъпна и жизнеспособна от всякога.