Na předměstí německého Brandenburgu an der Havel se nachází továrna plná nezveřejněných inovací v oblasti solární energie. Britská společnost Oxford PV zde pilně vyrábí komerční solární články využívající perovskity, bohaté a dostupné fotovoltaické materiály, které mnozí považují za budoucnost udržitelné energie. Jde o a nový typ solárního článku který používá perovskit.
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o novém typu solárního článku a jeho významu.
Továrna na solární technologie
Tato továrna, obklopená divokou trávou a velkým parkovištěm, slouží jako skromná kolébka pro potenciálně revoluční technologii. Technologický ředitel společnosti Chris Case je však do tohoto podniku nepopiratelně zamilovaný. "Toto místo je uskutečněním mých nejhlubších tužeb", prohlašuje s neochvějným nadšením.
Existuje mnoho společností, včetně této společnosti, které sázejí na perovskity jako katalyzátor pro urychlení globální změny směrem k obnovitelným energiím. Zatímco některé specializované fotovoltaické (PV) produkty na bázi perovskitu již vstoupily na trh, nedávná oznámení naznačují, že mnohé další budou brzy následovat. Například podle Case mohou spotřebitelé očekávat, že do poloviny příštího roku budou mít přístup k solárním panelům obsahujícím fotovoltaické články z Oxfordu. Kromě toho v pozoruhodném vývoji Hanwha Qcells, přední výrobce křemíkových fotovoltaických zařízení se sídlem v Soulu, odhalil svůj záměr investovat 100 milionů dolarů do pilotní výrobní linky který by mohl být uveden do provozu na konci roku 2024.
Dominantní látkou nacházející se v 95 % solárních panelů je křemík, který nyní novým způsobem využívají Oxford PV, Qcells a další společnosti. Namísto nahrazení křemíku tyto společnosti začleňují perovskit do křemíku, aby vytvořily to, co je známé jako tandemové buňky. Kombinací těchto dvou materiálů mohou tandemy využívat energii ze širšího rozsahu vlnových délek slunečního světla, což vede ke zvýšení potenciál alespoň 20 % ve výrobě energie ve srovnání se samotným křemíkovým článkem. Ve skutečnosti někteří odborníci dokonce očekávají větší zlepšení účinnosti.
Nový typ solárního článku s technologií perovskitu
Zastánci perovskitové technologie tvrdí, že přebytečná elektřina generovaná tandemovými články má potenciál kompenzovat dodatečné náklady spojené s její implementací, zejména v hustě osídlené městské oblasti nebo průmyslové komplexy, kde je omezená dostupnost půdy. „Největší zájem o naši technologii v současnosti projevují energetické společnosti, protože čelí nedostatku snadno dostupné půdy,“ vysvětluje Case.
S blížícím se příchodem tandemů perovskit-křemík na trh se nyní počáteční nadšení proměnilo v odvážné titulky hlásající příchod revolučního a zázračného materiálu, který nepochybně způsobí revoluci ve světě. Je však důležité si uvědomit, že toto odvětví stále čelí dvěma hlavním výzvám ve své snaze o revoluci na solárním trhu.
Snížení výkonu perovskitů ve srovnání s výkony křemíku, je výrazně rychlejší při vystavení vlhkosti, teplu a světlu, jak naznačují publikované výzkumy. Oxford PV však tvrdí, že tento problém vyřešila vlastním soukromým vyšetřováním. Fabian Fertig, ředitel výzkumu a vývoje článků a destiček ve společnosti Qcells, zodpovědný za vývoj tandemů perovskit-křemík, však zdůrazňuje, že stabilita zůstává hlavní výzvou pro komerční výrobu.
Vliv nového typu perovskitového solárního článku
Navíc existují analytici, kteří tvrdí, že perovskity nemusí mít významný dopad na rozvoj solární energie, alespoň v blízké budoucnosti. Rychlá expanze výrobní kapacity v Číně spolu s pozoruhodnou hospodárností a účinností křemíkových modulů z nich udělala dominantního hráče na trhu. v roce 2022 Solární energie představovala přibližně 1,2 terawattu (TW) celosvětové výrobní kapacity, podílí se přibližně 5 % na celkové výrobě elektřiny. Ke splnění klimatických cílů však energeticí stratégové odhadují, že svět bude do roku 75 potřebovat ohromujících 2050 TW.
To znamená, že instalace musí překročit 3 TW ročně do poloviny roku 2030. Naštěstí se očekává, že křemíkový fotovoltaický průmysl tuto poptávku splní, čímž se stane jedním z mála sektorů zelených technologií na cestě k úspěchu.
Podle Jenny Chase, solární analytičky z poradenské společnosti BloombergNEF v Curychu ve Švýcarsku, je současná technologie, kterou máme, více než schopná produkovat dostatek solární elektřiny pro pokrytí globální poptávky.
Perovskity se chystají čelit své dosud nejdůležitější výzvě: orientovat se v nelítostném ekonomickém prostředí silně konkurenčního fotovoltaického trhu.
Rekordy, které byly zničeny
Významná zlepšení schopností perovskitů vyvolala nadšení kolem jejich potenciálu, kterého bylo dosaženo díky úpravám složení jak samotných krystalů, tak i solárních článků z nich odvozených. Perovskit, termín, který označuje krystalickou strukturu přírodního minerálu, je replikován v syntetických krystalech používaných v solárních článcích, které mohou být vyrobeny z různých materiálů.
V roce 2009 dokázal základní perovskit známý jako jodid methylamonium olovnatý přeměnit pouze 3,8 % sluneční energie na elektřinu. Rychle vpřed k dnešku dosáhly perovskitové buňky významného pokroku, dosažení rekordní účinnosti 26,1 % při použití pouze perovskitových materiálů. To je jen zlomek pod vedoucím křemíkovým článkem. Kromě toho mají perovskitové články tu výhodu, že vyžadují tenké vrstvy absorbující světlo a používají široce dostupné a nákladově efektivní materiály. Zastánci tvrdí, že pokud by byly perovskitové články vyráběny ve stejném měřítku jako křemíkové články, zanechaly by menší energetickou a materiálovou stopu.
Doufám, že s těmito informacemi se můžete dozvědět více o novém typu perovskitového solárního článku a jeho vlastnostech.