Visokoefikasne solarne ćelije u spreju Perovskite

 Uz Perovskite sprej, za samo 5 minuta možete pretvorite bilo koju površinu iz vašeg domaćinstva u solarni panel! Antropogena emisija gasova sa efektom staklene bašte uzima maha, ali u toku je globalna trka za pronalaženjem novih načina za povećanje efikasnosti solarnih ćelija.

 Poslednjih nekoliko godina svedočimo neverovatnom padu cena solarnih panela, koji je učinio da energija dobijena od Sunca sada bude cenovno konkurentna onoj koja se dobija sagorevanjem uglja. Međutim, napreci na polju efikasnosti, iako značajni, nisu ispratili taj tempo.

 Kako bi solarna enegija u budućnosti postala jedan od dominantih izvora energije neophodno je da se poveća i efikasnost, i zato inženjeri i naučnici širom sveta rade na tom zadatku.

 Veoma uzbudljive vesti u poslednje vreme stižu nam od istraživača i kompanija koje koriste materijal pod nazivom perovskit, poluprovodnik čijom bi primenom efikasnost solarnih panela mogla da bude gotovo duplo veća nego što je danas.

Struktura minerala kao inspiracija

 Kalcijum titanat (CaTiO3) je mineral otkriven još 1839.godine, a otkrio ga je nemački mineralog, Gustav Rouz, na Uralu, imenovavši ga po ruskom kolegi, Lavu Aleksejeviču Perovskom – perovskit.  Danas, perovskitima se nazivaju sva jedinjenja koja imaju istu kristalnu strukturu kao ovaj mineral, poznat kao i kalcijum titoksid.

Perovskiti koji se koriste u solarnoj industriji su sintetskog porekla, pa se tako u laboratorijama vrši modifikacija ovog jedinjenja, ne bi li se poboljšale efikasnost, stabilnost i bezbednost. Umesto kalcijuma i titanijuma, u kristalnoj rešetci svoje mesto pronalaze određeni organski molekuli, metali i halogeni elementi (hlor, brom i jod).

Zahvaljujući jedinstvenoj strukturi i hemijskom sastavu, sintetski perovskiti imaju izvanrednu mogućnost apsorpcije sunčeve svetlosti, što je jedan od razloga zbog koga su se napori istraživača koncentrisali oko ovog materijala, sa ciljem razvijanja nove generacije solarnih ćelija koje bi bile efikasnije i jeftinije od silicijumskih.

Koliko je perovskit efikasniji?

 Bolji komercijalni solarni paneli koji se danas koriste imaju efikasnost od oko 22% i napravljeni su od kristalnog silicijuma, a budući da je solarna najbrže rastuća energetska tehnologija u svetu, ovaj tip ćelija se sve više približava svom teorijskom maksimumu efikasnosti od oko 29 odsto.

Sa druge strane, jedan sloj tankog filma perovskita, debljinje oko 300 nanometara, u teoriji bi mogao da postigne efikasnost od skoro 33 odsto.

Sintezom perovskita i silicijuma koji su osetljivi na različite oblasti spektra Sunčevog zračenja i njihovim kombinovanjem u takozvane tandemske ćelije, efikasnost bi mogla dodatno da se poveća, čak preko 40 odsto.

Dok silicijum apsorbuje crvenu svetlost vidljivog spektra, perovskit apsorbuje plavu, čime tandem postiže veću efikasnost nego svaki materijal zasebno.

Razvojem i proizvodnjom ovakvih ćelija bave se kompanije kao što su Swift Solar i Oxford PV, koji tvrdi da je dostigao efikasnost od 28 odsto krajem 2018, kao i da će do kraja 2020. prvi u svetu, pokrenuti industrijsku linijsku proizvodnju perovskit-silicijumskih tandemskih solarnih ćelija.

 Prvi put u istoriji, perovskitne solarne ćelije ispunile su zahteve međunarodnih standarda za dugoročni rad pri izloženosti padavinama, Sunčevom zračenju i strujanju vazduha, učinivši da nam visokoefikasne solarne ćelije budu jedan korak bliže.