I utkanten av Brandenburg an der Havel, Tyskland, ligger en fabrik som lovar att revolutionera framtiden för solenergi. Där producerar det brittiska företaget Oxford PV solceller som använder perovskiter, ett material som många anser vara nyckeln till framtiden för solenergi. Dessa celler representerar en ny typ av teknik baserad på perovskit, som kan förändra landskapet för förnybar energi.
Solteknikfabrik
Oxford PV-fabrik är omgiven av en lugn landsbygd, men inuti utvecklas innovationer som kan förändra solenergiproduktionen. Chris Case, företagets tekniska chef, beskriver platsen som "förverkligandet av mina djupaste ambitioner."
Oxford PV, tillsammans med andra företag som QCells, har satt sin tilltro till perovskite-teknik. Detta fotovoltaiska material, relativt billigt och lätt att få tag på, har visat stor potential för att förbättra effektiviteten hos solpaneler. Faktum är att det förväntas att kommersiella solpaneler med perovskit-kiselceller kommer in på marknaden nästa år.
När det gäller andra företag inom detta område tillkännagav Hanwha QCells sin avsikt att investera 100 miljoner dollar i en produktionslinje för tandemsolceller, som integrerar kisel och perovskit, en teknik som kommer att vara i drift i slutet av 2024. Detta visar att stora varumärken satsar mycket på denna innovation.
En ny typ av solcell med perovskite-teknik
Det som är fascinerande med solceller gjorda med perovskit är deras förmåga att fånga en större mängd solljus jämfört med konventionella kiselceller. Genom att integrera båda materialen, genom vad som kallas tandem solceller, kan den totala energiomvandlingseffektiviteten ökas. Medan enbart kiselsolceller kan nå upp till 26 % effektivitet, överskrider perovskit-tandemceller lätt den gränsen och når upp till 31,6 %, vilket nyligen demonstrerades av Fraunhofer Institute.
Tandemceller har fördelen att fånga ett större spektrum av solvåglängder. Detta möjliggör upp till 20 % högre energiproduktion jämfört med traditionella silikonceller. Den initiala kostnaden för perovskiter är dock fortfarande en utmaning, även om förespråkare för tekniken noterar att i täta stadsområden eller industrikomplex där marken är begränsad kommer den ökade elproduktionen snabbt att kompensera för merkostnaderna.
Effekten av den nya typen av perovskitsolcell
Effekten av denna teknik är betydande. Till skillnad från kiselceller kan perovskitceller tillverkas vid mycket lägre temperaturer, vilket minskar produktionskostnaden. Dessutom är de mer flexibla och lättare och kan appliceras på mer olika ytor, som balkonger eller till och med fönsterkarmar.
Solenergimarknaden förväntas behöva upp till Kapacitet 75 terawatt (TW). installerad 2050 jämfört med nuvarande 1,2 TW. Trots framsteg inom perovskites är utmaningen fortfarande deras hållbarhet. Trots det har viktiga framsteg inom material och ytbehandlingar, som t.ex passivering, förbättrar avsevärt sin långsiktiga stabilitet.
Till exempel har forskare funnit att passivering med aminosilaner kan förbättra både effektiviteten och driftsstabiliteten hos perovskitceller. Tack vare dessa behandlingar har det varit möjligt att behålla upp till 95 % av den ursprungliga effektiviteten efter 1.500 XNUMX timmars användning under extrema förhållanden.
Rekord i effektivitet
Perovskite solceller har utvecklats mycket snabbt. Medan de 2009 knappt kunde omvandla 3,8 % av solljuset till energi, når nuvarande versioner redan 26,1 % effektivitet, och till och med 31,6 % i sin tandemform med kisel, som vi nämnde tidigare.
Dessutom undersöker vissa laboratorier runt om i världen ännu mer avancerade versioner av dessa celler, såsom celler perovskite-perovskite tandem, som helt avstår från kisel, och som redan har uppnått en effektivitet på 28,49 %. Medan dessa versioner fortfarande är under utveckling erbjuder de möjligheten till ännu större energigenerering tack vare deras förmåga att fånga olika delar av solspektrumet med material som är mycket billigare än kisel.
Rent praktiskt tänjer dessa framsteg inte bara på de traditionella gränserna för solceller, utan kan även minska den totala kostnaden för dessa tekniker, vilket gör dem mer tillgängliga och flexibla för ett brett spektrum av tillämpningar. Detta är nyckeln till massantagandet av solenergi runt om i världen.
Med alla dessa innovationer, även om det fortfarande finns utmaningar att lösa, såsom nedbrytning på grund av fukt eller värme, är perovskit på väg att generera en verklig revolution inom industrin för förnybar energi. Om framstegen i hållbarhet kan matcha de i effektivitet, kommer perovskiter sannolikt att överträffa nuvarande teknologier och radikalt förändra hur världen konsumerar solenergi.
Eftersom den här tekniken fortsätter att slå rekord efter rekord, råder det ingen tvekan om att vi står på gränsen till en ny era för solenergi, en era där ren energi kommer att vara effektivare, tillgänglig och lönsam än någonsin.