Saksamaal Brandenburg an der Haveli äärelinnas asub tehas, mis tõotab muuta päikeseenergia tuleviku. Seal toodab Briti ettevõte Oxford PV päikesepatareid, mis kasutavad perovskiidid, materjal, mida paljud peavad päikeseenergia tuleviku võtmeks. Need rakud esindavad uut tüüpi perovskiidil põhinevat tehnoloogiat, mis võib muuta taastuvenergia maastikku.
Päikesetehnoloogia tehas
Oxfordi PV tehast ümbritseb vaikne maapiirkond, kuid sees töötatakse välja uuendusi, mis võivad muuta päikeseenergia tootmist. Ettevõtte tehnoloogiajuht Chris Case kirjeldab seda kohta kui "minu sügavaimate püüdluste elluviimist".
Oxford PV on koos teiste ettevõtetega, nagu QCells, pannud oma usku perovskiittehnoloogiasse. See fotogalvaaniline materjal, suhteliselt odav ja hõlpsasti hankitav, on näidanud suurt potentsiaali päikesepaneelide tõhususe parandamisel. Tegelikult eeldatakse, et järgmisel aastal jõuavad turule kaubanduslikud perovskiit-ränielementidega päikesepaneelid.
Mis puutub teistesse selle valdkonna ettevõtetesse, siis Hanwha QCells teatas oma kavatsusest investeerida 100 miljonit dollarit tandempäikesepatareide tootmisliini, mis integreerib räni ja perovskiiti – tehnoloogiat, mis hakkab tööle 2024. aasta lõpuks. See näitab, et suured kaubamärgid panustavad. sellele uuendusele.
Uut tüüpi perovskiittehnoloogiaga päikesepatarei
Perovskiidiga valmistatud päikesepatareide puhul on põnev nende võime püüda tavapäraste ränielementidega võrreldes rohkem päikesevalgust. Mõlema materjali integreerimisel läbi nn tandem päikesepatareid, saab kogu energia muundamise efektiivsust suurendada. Kui ainuüksi räni päikesepatareid võib saavutada kuni 26% efektiivsuse, siis perovskiit tandemelemendid ületavad selle piiri kergesti, saavutades kuni 31,6%, nagu näitas hiljuti Fraunhoferi instituut.
Tandemelementide eeliseks on suurem päikeselainepikkuste vahemik. See võimaldab kuni 20% suuremat energiatootmist võrreldes traditsiooniliste ränielementidega. Perovskiitide esialgne maksumus jääb siiski väljakutseks, kuigi tehnoloogia pooldajad märgivad, et tihedates linnapiirkondades või tööstuskompleksides, kus maa on piiratud, kompenseerib suurenenud elektritootmine kiiresti lisakulud.
Uut tüüpi perovskite päikesepatarei mõju
Selle tehnoloogia mõju on märkimisväärne. Erinevalt ränielementidest saab perovskiitelemente toota palju madalamatel temperatuuridel, mis vähendab tootmiskulusid. Lisaks on need paindlikumad ja kergemad ning neid saab kanda mitmekesisematele pindadele, näiteks rõdudele või isegi aknaraamidele.
Päikeseenergia turg vajab eeldatavasti kuni Võimsus 75 teravatti (TW). paigaldatud aastaks 2050 võrreldes praeguse 1,2 TW-ga. Vaatamata perovskiitide edusammudele on väljakutseks nende vastupidavus. Sellegipoolest on olulised edusammud materjalide ja pinnatöötluste vallas, nt passiveerimine, parandavad oluliselt nende pikaajalist stabiilsust.
Näiteks on teadlased leidnud, et passiveerimine aminosilaanidega võib parandada nii perovskiitrakkude efektiivsust kui ka tööstabiilsust. Tänu nendele töötlustele on pärast 95 tundi kasutamist ekstreemsetes tingimustes õnnestunud säilitada kuni 1.500% algsest efektiivsusest.
Rekordid efektiivsuses
Perovskite päikesepatareid on väga kiiresti arenenud. Kui 2009. aastal suutsid need muuta vaevu 3,8% päikesevalgusest energiaks, siis praegused versioonid saavutavad juba 26,1% efektiivsuse ja isegi 31,6% tandemvormis räniga, nagu me varem mainisime.
Lisaks uurivad mõned laborid üle maailma nende rakkude veelgi täiustatud versioone, näiteks rakke perovskiit-perovskiit tandem, mis loobuvad täielikult ränist ja mille efektiivsus on juba 28,49%. Kuigi need versioonid on alles väljatöötamisel, pakuvad nad võimalust veelgi suuremaks energiatootmiseks tänu nende võimele püüda päikesespektri erinevaid osi ränist palju odavamate materjalidega.
Praktikas ei lükka need edusammud mitte ainult päikesepatareide traditsioonilisi piire, vaid võivad vähendada nende tehnoloogiate üldkulusid, muutes need paljude rakenduste jaoks kättesaadavamaks ja paindlikumaks. See on päikeseenergia massilise kasutuselevõtu võti kogu maailmas.
Kuigi kõigi nende uuendustega on veel probleeme, mida tuleb lahendada, näiteks niiskuse või kuumuse tõttu lagunemine, on perovskiit teel taastuvenergiatööstuses tõelise revolutsiooni loomise poole. Kui edusammud vastupidavuse osas suudavad võrrelda tõhususe saavutamisega, ületavad perovskiidid tõenäoliselt praeguseid tehnoloogiaid ja muudavad radikaalselt viisi, kuidas maailm päikeseenergiat tarbib.
Kuna see tehnoloogia jätkab rekordite purustamist rekordite järel, pole kahtlustki, et oleme päikeseenergia uue ajastu künnisel, ajastul, kus puhas energia on tõhusam, kättesaadavam ja elujõulisem kui kunagi varem.