סוג חדש של תא סולארי

בפאתי ברנדנבורג אן דר האוול, גרמניה, יש מפעל עמוס בחידושים לא ידועים באנרגיה סולארית. כאן, החברה הבריטית Oxford PV מייצרת בחריצות תאים סולאריים מסחריים תוך שימוש בפרוסקיטים, חומרים פוטו-וולטאיים בשפע ובמחיר סביר, שרבים רואים בהם את עתיד האנרגיה בת-קיימא. מדובר על א סוג חדש של תא סולארי שמשתמש בפרוסקיט.

במאמר זה אנו הולכים לספר לכם את כל מה שאתם צריכים לדעת על הסוג החדש של תא סולארי וחשיבותו.

מפעל לטכנולוגיות סולאריות

מוקף בדשא פראי ומגרש חניה גדול, המפעל הזה משמש כעריסה צנועה לטכנולוגיה שעלולה להיות מהפכנית. עם זאת, מנהל הטכנולוגיה הראשי של החברה, כריס קייס, מאוהב ללא ספק בממסד הזה. "המקום הזה הוא הגשמת השאיפות העמוקות שלי", הוא מכריז בהתלהבות בלתי מעורערת.

ישנן חברות רבות, כולל החברה המדוברת, אשר מהמרות על פרוסקיטים כזרז להאצת השינוי העולמי לעבר אנרגיות מתחדשות. בעוד שכמה מוצרים פוטו-וולטאיים (PV) מיוחדים מבוססי פרוסקיט כבר נכנסו לשוק, ההכרזות האחרונות מצביעות על כך שרבים נוספים ילכו בעקבותיהם בקרוב. לדוגמה, על פי קייס, צרכנים יכולים לצפות לקבל גישה לפאנלים סולאריים המשלבים תאים פוטו-וולטאיים מאוקספורד עד אמצע השנה הבאה. יתר על כן, בפיתוח ראוי לציון, Hanwha Qcells, יצרנית סיליקון פוטו-וולטאית מובילה שבסיסה בסיאול, חשפה את כוונתה להשקיע 100 מיליון דולר בקו ייצור פיילוט שעשוי להיות פעיל בסוף 2024.

החומר הדומיננטי שנמצא ב-95% מהפאנלים הסולאריים הוא סיליקון, שנמצא כעת בשימוש בדרך חדשה על ידי אוקספורד PV, Qcells וחברות אחרות. במקום להחליף סיליקון, חברות אלו משלבות פרובסקיט בסיליקון כדי ליצור מה שמכונה תאי טנדם. על ידי שילוב שני החומרים הללו, טנדמים יכולים לרתום אנרגיה מטווח רחב יותר של אורכי גל של אור שמש, וכתוצאה מכך פוטנציאל של לפחות 20% בייצור אנרגיה בהשוואה לתא סיליקון בלבד. למעשה, חלק מהמומחים אפילו צופים שיפורים גדולים יותר ביעילות.

סוג חדש של תא סולארי עם טכנולוגיית perovskite

התומכים בטכנולוגיית פרוסקיט טוענים כי לעודפי החשמל המופקים על ידי תאי טנדם יש פוטנציאל לקזז את ההוצאות הנוספות הכרוכות ביישום שלה, במיוחד ב אזורים עירוניים מאוכלסים בצפיפות או מתחמי תעשייה שבהם זמינות הקרקע מוגבלת. "שירותי שירות מפגינים כיום את העניין הרב ביותר בטכנולוגיה שלנו מכיוון שהם מתמודדים עם מחסור בקרקעות נגישות בקלות", מסביר קייס.

עם הגעתם הקרובה לשוק של טנדמי פרוסקיט-סיליקון, ההתלהבות הראשונית הפכה כעת לכותרות נועזות המכריזות על הגעתו של חומר מהפכני ומופלא שללא ספק יעשה מהפכה בעולם. עם זאת, חשוב להכיר בכך שהתעשייה עדיין מתמודדת עם שני אתגרים מרכזיים במסעה לחולל מהפכה בשוק הסולארי.

הירידה בביצועים של פרוסקיטים, בהשוואה לאלו של סיליקון, הוא מהיר יותר באופן משמעותי כאשר הוא נחשף ללחות, חום ואור, כפי שצוין על ידי מחקר שפורסם. עם זאת, אוקספורד PV טוענת כי טיפלה בבעיה זו באמצעות חקירה פרטית משלה. עם זאת, פביאן פרטיג, מנהל מו"פ של תאים ופייסות ב-Qcells, האחראי לפיתוח טנדמים פרוסקיט-סיליקון, מדגיש כי היציבות נותרה האתגר העיקרי לייצור מסחרי.

השפעת הסוג החדש של תא סולארי פרוסקיט

בנוסף, ישנם אנליסטים הטוענים כי ל-perovskites עשויה להיות אין השפעה משמעותית על התקדמות האנרגיה הסולארית, לפחות בעתיד הקרוב. ההתרחבות המהירה של כושר הייצור בסין, יחד עם העלות האפקטיבית והיעילות המדהימות של מודולי סיליקון, הפכו אותם לשחקן הדומיננטי בשוק. בשנת 2022, אנרגיה סולארית היוותה כ-1,2 טרה-וואט (TW) מיכולת הייצור העולמית, תורם כ-5% מכלל ייצור החשמל. עם זאת, כדי לעמוד ביעדי האקלים, אסטרטגי אנרגיה מעריכים שהעולם יזדקק ל-75 TW מדהים עד 2050.

משמעות הדבר היא כי התקנות חייבות לעלות על 3 TW בשנה עד אמצע שנות ה- 2030. למרבה המזל, תעשיית PV הסיליקון צפויה לעמוד בביקוש הזה, ולמצב אותה כאחד ממגזרי הטכנולוגיה הירוקה הבודדים בדרך להצלחה.

לדברי ג'ני צ'ייס, אנליסטית סולרית בחברת הייעוץ BloombergNEF בציריך, שוויץ, הטכנולוגיה הנוכחית שיש לנו היא יותר ממסוגלת לייצר מספיק חשמל סולארי כדי לענות על הביקוש העולמי.

פרוסקיטים עומדים להתמודד עם האתגר הגדול ביותר שלהם עד כה: ניווט בנוף הכלכלי הבלתי-סלחני של השוק הפוטו-וולטאי התחרותי ביותר.

שיאים שנופצו

שיפורים משמעותיים ביכולות הפרובסקיטים עוררו להט סביב הפוטנציאל שלהם, שהושגו באמצעות שינויים בהרכב הגבישים עצמם והן של התאים הסולאריים שנגזרו מהם. פרובסקיט, מונח המציין את המבנה הגבישי של מינרל טבעי, משוכפל בגבישים סינתטיים המשמשים בתאים סולאריים, הניתנים ליצירה ממגוון חומרים.

בשנת 2009, פרוסקיט בסיסי המכונה יודיד עופרת מתיל-אמוניום הצליח להמיר רק 3,8% מאנרגיית השמש לחשמל. מהר קדימה להיום, תאי פרוסקיט עשו התקדמות משמעותית, השגת יעילות שיא של 26,1% בשימוש בחומרי perovskite בלבד. זהו רק חלק מתחת לתא הסיליקון המוביל. בנוסף, לתאי פרוסקיט יש את היתרון שהם דורשים שכבות דקות סופגות אור ושימוש בחומרים זמינים וחסכוניים. התומכים טוענים שאם תאי פרובסקיט היו מיוצרים באותו קנה מידה כמו תאי סיליקון, הם היו משאירים טביעת רגל קטנה יותר של אנרגיה וחומר.

אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על הסוג החדש של תא סולארי פרובסקיט והמאפיינים שלו.