Uită de siliciu. Acest material ar putea schimba regulile jocului pentru energia solară

Oxford, Marea Britanie(CNN Business) Energia solară este pregătită pentru ceea ce ar putea fi cea mai mare transformare a sa în peste jumătate de secol.

Un grup de materiale numite perovskite sunt folosite pentru a crea următoarea generație de panouri solare, care ar putea fi, în cele din urmă, de două ori mai eficiente decât modelele actuale și suficient de flexibile pentru a se înfășura în jurul unor clădiri întregi.

Prima celulă solară capabilă să alimenteze echipamentele electrice de zi cu zi a fost realizată în anii 1950 la Bell Labs din New Jersey. Pe atunci, panourile pe bază de siliciu erau extrem de scumpe și transformau doar 6% din lumina soarelui în electricitate.

De atunci, costurile au scăzut dramatic, iar celulele solare din siliciu de astăzi pot transforma până la 22% din lumina soarelui în energie electrică. Dar ele sunt aproape la limita maximă în ceea ce privește eficiența. Acum, perovskitele oferă potențialul unei creșteri spectaculoase a producției de energie și, în cele din urmă, ar putea înlocui complet siliciul.

Cercetătorii de la Oxford PV, o companie rezultată de la Universitatea din Oxford, au făcut o descoperire majoră în 2018. Prin acoperirea siliciului cu perovskită, aceștia au obținut o eficiență de 28%. Compania crede că poate ajunge în cele din urmă la 40%, sau chiar mai mult.

Eficiența îmbunătățită a celulelor solare va permite instalațiilor să pompeze mai multă energie cu mai puține panouri, reducând costurile și cantitatea de teren, forță de muncă și echipamente necesare pentru a le opera.

„Dacă vrem să facem în așa fel încât toată noua producție de energie să fie reprezentată de energia solară fotovoltaică, atunci trebuie să continuăm să reducem prețul”, a declarat Henry Snaith, profesor de fizică la Universitatea din Oxford și cofondator al Oxford PV, pentru CNN Business. „O modalitate de a face acest lucru este de a continua să împingem în sus eficiența sau puterea de ieșire a modulului, iar aici intră cu adevărat în joc perovskitele.”

Potențialul solar

Perovskita a fost descoperită în 1839. Oxford PV folosește o versiune sintetică, fabricată din materiale ieftine care sunt abundente în scoarța terestră, în timp ce alte companii folosesc variații ale mineralului original, denumite colectiv perovskite.

Pe lângă eficiența solară îmbunătățită, acestea funcționează mai bine decât siliciul la umbră, în zilele înnorate sau chiar în interior. Perovskitele pot fi imprimate cu ajutorul unei imprimante cu jet de cerneală și pot fi la fel de subțiri ca un tapet.

Henry Snaith, stânga, și Christopher Case, de la compania britanică Oxford PV, care lucrează cu perovskitul pentru a genera energie solară. Case spune că acest material este „cea mai importantă dezvoltare în domeniul energiei solare fotovoltaice din ultimii 65 de ani”.

Un tub de material perovskit de la Oxford PV, care este sintetizat din materiale care sunt abundente în scoarța terestră.

Deoarece celulele solare perovskite funcționează mai bine decât siliciul în condiții de lumină scăzută, compania poloneză Saule Technologies spune că celulele semitransparente ar putea fi placate pe clădirile din zonele construite, ca în această randare.

Echipa de la Saule Technologies cu materialul lor perovskit foarte flexibil.

Pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, perovskitul ar putea fi imprimat pe role flexibile și înfășurat în jurul clădirilor.

Saule prezice că celulele solare perovskite ar putea fi integrate în cele din urmă în mobilierul stradal, unde ar putea alimenta luminile stradale și încărca dispozitivele electronice.

Saule Technologies folosește o imprimantă cu jet de cerneală pentru a fabrica celulele sale solare perovskite.

Greutatea lor redusă înseamnă că acestea au potențialul de a fi instalate pe acoperișuri mai ușor decât panourile de siliciu.

Swift Solar, cu sediul în California, lucrează la încorporarea materialului său perovskit în țiglele de asfalt, ca în această randare, care sunt folosite pentru acoperișuri.

Aceasta spune că tehnologia perovskită ar putea fi încorporată în cele din urmă în mașini și avioane.

1 of 10

Hide Caption

.

Oxford PV speră ca perovskitul să înlocuiască în cele din urmă siliciul în întregime.

„În deceniile următoare, acoperirile solare integral pe bază de perovskit promit să crească și mai mult randamentul, să reducă greutatea și costul de transport al echipamentelor solare”, spune Varun Sivaram, expert în energie și autor al cărții „Taming the Sun: Innovations to Harness Solar Energy and Power the Planet”, care a lucrat cu Snaith în timp ce studia la Oxford.

El spune că, pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, perovskitul ar putea fi pulverizat sau rulat pe suprafețe flexibile. Acoperirile solare semitransparente ar putea fi chiar înfășurate în jurul unor clădiri întregi.

Oxford PV își propune să înceapă să producă celule realizate din perovskit pe siliciu la începutul anului viitor într-o nouă fabrică construită special în Brandenburg, Germania. Aceasta estimează că panourile realizate din aceste celule ar putea permite proprietarilor de locuințe să economisească până la 1.000 de dolari la achiziționarea și instalarea unui sistem solar mediu.

Alte companii care lucrează cu perovskit includ Saule Technologies, cu sediul în Varșovia, care a obținut o finanțare de 10 milioane de euro (11,7 milioane de dolari) de la compania poloneză de energie fotovoltaică Columbus Energy.

Vezi mai mult

Luna trecută, noua fabrică a Saule Technologies din Varșovia a început să tipărească celule solare din perovskit cu ajutorul imprimantelor cu jet de cerneală. La începutul anului viitor, aceasta va începe să aprovizioneze compania suedeză de construcții Skanska Group, care spune că dorește să fie primul dezvoltator care să atașeze celule solare imprimate pe fațada unei clădiri la scară comercială.

„Va fi un schimbător de joc în sectorul energetic, deoarece funcționează în orice condiții de iluminare”, spune co-fondatorul Saule Technologies, Olga Malinkiewicz. „Îl puteți face flexibil. Este un material minunat. Arhitecții îl vor adora.”

.