La periferia orașului Brandenburg an der Havel, Germania, se află o fabrică care promite să revoluționeze viitorul energiei solare. Acolo, compania britanică Oxford PV produce celule solare care folosesc perovskiţii, un material pe care mulți îl consideră cheie pentru viitorul energiei solare. Aceste celule reprezintă un nou tip de tehnologie bazată pe perovskit, care ar putea schimba peisajul energiei regenerabile.
Fabrica de tehnologii solare
Fabrica fotovoltaică din Oxford este înconjurată de un peisaj rural liniștit, dar în interior se dezvoltă inovații care ar putea transforma producția de energie solară. Chris Case, directorul de tehnologie al companiei, descrie locul ca fiind „realizarea celor mai profunde aspirații ale mele”.
Oxford PV, împreună cu alte companii precum QCells, și-a pus încrederea în tehnologia perovskită. Acest material fotovoltaic, relativ ieftin și ușor de obținut, a demonstrat un mare potențial în îmbunătățirea eficienței panourilor solare. De fapt, este de așteptat ca anul viitor să intre pe piață panouri solare comerciale cu celule de perovskit-siliciu.
În ceea ce privește alte companii din acest domeniu, Hanwha QCells și-a anunțat intenția de a investi 100 de milioane de dolari într-o linie de producție pentru celule solare tandem, care să integreze siliciu și perovskit, tehnologie care va fi operațională până la sfârșitul anului 2024. Aceasta arată că marile mărci sunt pariând puternic pe această inovație.
Un nou tip de celulă solară cu tehnologie perovskită
Ceea ce este fascinant la celulele solare realizate cu perovskit este capacitatea lor de a capta o cantitate mai mare de lumină solară în comparație cu celulele convenționale de siliciu. Prin integrarea ambelor materiale, prin ceea ce este cunoscut ca celule solare tandem, eficiența totală a conversiei energiei poate fi crescută. În timp ce celulele solare cu siliciu singure pot atinge o eficiență de până la 26%, celulele tandem perovskite depășesc cu ușurință această limită, atingând până la 31,6%, așa cum a demonstrat recent Institutul Fraunhofer.
Celulele tandem au avantajul de a capta o gamă mai mare de lungimi de undă solare. Acest lucru permite o producție de energie cu până la 20% mai mare în comparație cu celulele tradiționale din siliciu. Cu toate acestea, costul inițial al perovskiților rămâne o provocare, deși susținătorii tehnologiei notează că în zonele urbane dense sau complexele industriale unde terenul este limitat, creșterea producției de energie electrică va compensa rapid cheltuielile suplimentare.
Impactul noului tip de celule solare perovskite
Impactul acestei tehnologii este semnificativ. Spre deosebire de celulele de siliciu, celulele perovskite pot fi fabricate la temperaturi mult mai scăzute, reducând costurile de producție. În plus, sunt mai flexibile și mai ușoare și pot fi aplicate pe suprafețe mai diverse, precum balcoane sau chiar rame de ferestre.
Piața energiei solare este de așteptat să aibă nevoie de până la Capacitate de 75 terawati (TW). instalat până în 2050 comparativ cu actualul 1,2 TW. În ciuda progreselor înregistrate de perovskiți, provocarea rămâne durabilitatea acestora. Chiar și așa, progrese importante în materiale și tratamente de suprafață, cum ar fi pasivare, își îmbunătățesc considerabil stabilitatea pe termen lung.
De exemplu, cercetătorii au descoperit că pasivarea folosind aminosilani poate îmbunătăți atât eficiența, cât și stabilitatea operațională a celulelor perovskite. Datorită acestor tratamente, a fost posibil să se păstreze până la 95% din eficiența inițială după 1.500 de ore de utilizare în condiții extreme.
Recorduri în eficiență
Celulele solare perovskite au evoluat foarte rapid. În timp ce în 2009 abia puteau converti 3,8% din lumina soarelui în energie, versiunile actuale ating deja o eficiență de 26,1% și chiar 31,6% în forma lor în tandem cu siliciu, așa cum am menționat anterior.
În plus, unele laboratoare din întreaga lume explorează versiuni și mai avansate ale acestor celule, cum ar fi celulele. tandem perovskit-perovskit, care renunță complet la siliciu și care au atins deja o eficiență de 28,49%. În timp ce aceste versiuni sunt încă în dezvoltare, ele oferă posibilitatea unei și mai mari generații de energie datorită capacității lor de a capta diferite părți ale spectrului solar cu materiale mult mai ieftine decât siliciul.
În termeni practici, aceste progrese nu numai că împing limitele tradiționale ale celulelor solare, dar ar putea reduce costul total al acestor tehnologii, făcându-le mai accesibile și mai flexibile pentru o gamă largă de aplicații. Aceasta este cheia adoptării în masă a energiei solare în întreaga lume.
Cu toate aceste inovații, deși mai sunt provocări de rezolvat, precum degradarea din cauza umidității sau căldurii, perovskitul este pe cale să genereze o adevărată revoluție în industria energiei regenerabile. Dacă progresele în durabilitate se potrivesc cu cele în ceea ce privește eficiența, este posibil ca perovskiții să depășească tehnologiile actuale și să schimbe radical modul în care lumea consumă energia solară.
Pe măsură ce această tehnologie continuă să bată record după record, nu există nicio îndoială că suntem în pragul unei noi ere pentru energia solară, o eră în care energia curată va fi mai eficientă, accesibilă și viabilă ca niciodată.