Borba protiv klimatskih promjena možda postaje sve brža, ali čini se da silicijumske solarne ćelije zelene energije dostižu svoje granice.Najizravniji način da se izvrši konverzija trenutno je pomoću solarnih panela, ali postoje i drugi razlozi zašto su oni velika nada za obnovljivu energiju.
Njihova ključna komponenta, silicijum, je druga najzastupljenija supstanca na Zemlji nakon kiseonika.Pošto se paneli mogu postaviti tamo gde je struja potrebna – na domove, fabrike, poslovne zgrade, brodove, drumska vozila – manja je potreba za prenosom energije preko pejzaža;a masovna proizvodnja znači da su solarni paneli sada toliko jeftini da ekonomičnost njihovog korištenja postaje neosporna.
Prema izvještaju Međunarodne energetske agencije o energetskim izgledima za 2020. godinu, solarni paneli na nekim lokacijama proizvode najjeftiniju komercijalnu električnu energiju u povijesti.
Čak i onaj tradicionalni medvjed buba "a kad je mrak ili oblačno?"postaje manje problematična zahvaljujući transformativnom napretku u tehnologiji skladištenja.
Krećući se izvan granica Sunca
Ako očekujete „ali“, evo ga: ali silicijumski solarni paneli dostižu praktične granice svoje efikasnosti zbog nekih prilično nezgodnih zakona fizike.Komercijalne silicijumske solarne ćelije su sada efikasne samo oko 20 procenata (iako i do 28 procenata u laboratorijskim okruženjima. Njihovo praktično ograničenje je 30 procenata, što znači da mogu da pretvore samo oko trećine primljene energije od Sunca u električnu energiju).
Ipak, solarna ploča će proizvesti mnogo puta više energije bez emisija u svom vijeku trajanja nego što je korištena u njegovoj proizvodnji.
silicijum/perovskit solarna ćelija
Perovskit: budućnost obnovljivih izvora energije
Poput silicijuma, ova kristalna supstanca je fotoaktivna, što znači da kada je pogodi svjetlost, elektroni u njenoj strukturi postaju dovoljno uzbuđeni da se odvoje od svojih atoma (ovo oslobađanje elektrona je osnova cjelokupne proizvodnje električne energije, od baterija do nuklearnih elektrana) .S obzirom da je elektricitet na snazi, konga linija elektrona, kada se labavi elektroni iz silicijuma ili perovskita kanališu u žicu, rezultat je električna energija.
Perovskit je jednostavna mešavina rastvora soli koja se zagreva na između 100 i 200 stepeni da bi se uspostavila fotoaktivna svojstva.
Poput mastila, može se štampati na površinama i savitljiv je na način na koji čvrsti silicijum nije.Budući da se koristi u debljini do 500 puta manjoj od silikona, također je super lagan i može biti poluproziran.To znači da se može primijeniti na sve vrste površina kao što su telefoni i prozori.Međutim, pravo uzbuđenje je oko potencijala proizvodnje energije iz perovskita.
Prevazilaženje najvećeg izazova perovskita – propadanja
Prvi perovskit uređaji 2009. godine pretvorili su samo 3,8 posto sunčeve svjetlosti u električnu energiju.Do 2020. godine efikasnost je iznosila 25,5 posto, blizu rekorda silicijumske laboratorije od 27,6 posto.Postoji osjećaj da bi njegova efikasnost uskoro mogla dostići 30 posto.
Ako očekujete 'ali' o perovskitu, postoji par.Komponenta kristalne rešetke perovskita je olovo.Količina je mala, ali potencijalna toksičnost olova znači da je potrebno uzeti u obzir.Pravi problem je što se nezaštićeni perovskit lako degradira pod uticajem toplote, vlage i vlage, za razliku od silikonskih panela koji se rutinski prodaju sa 25-godišnjim garancijama.
Silicijum se bolje nosi sa svetlosnim talasima niske energije, a perovskit dobro radi sa vidljivim svetlom veće energije.Perovskit se takođe može podesiti da apsorbuje različite talasne dužine svetlosti – crvenu, zelenu, plavu.Uz pažljivo poravnavanje silicijuma i perovskita, to znači da će svaka ćelija pretvoriti veći dio svjetlosnog spektra u energiju.
Brojke su impresivne: jedan sloj bi mogao biti efikasan 33 posto;naslagati dvije ćelije, to je 45 posto;tri sloja bi dala efikasnost od 51 posto.Ovakve brojke, ako se mogu komercijalno realizirati, revolucionirale bi obnovljivu energiju.
Vrijeme objave: 12.08.2021