Tai gali būti rimtas smūgis ne tik anglies pramonei, bet ir branduolinei energetikai: pasiektas naujas perovskito saulės elementų rekordas

Autorius: Anonimusas Šaltinis: http://www.technologijos.lt/n/... 2018-05-07 14:27:07, skaitė 719, komentavo 1

Nors pasaulyje anglies pramonė vis dar yra ganėtinai stipri ir mano, kad tokia dar ilgai išliks, jiems vis didesnę konkurenciją sudaro gamtinės dujos ir itin besiplečiantys atsinaujinantys energijos šaltiniai. Ir tai jau vyksta dar prieš į rinką patenkant perovskito saulės elementams. Tad kodėl jie yra tokie svarbūs? Nauja perovskito technologija, palyginus su įprastais silicio saulės elementais, gali sumažinti saulės energetikos sąnaudas, o tai būtų smūgis ne tik anglies pramonei, bet ir branduolinei energetikai.

Derėtų priminti, kad perovskitas reiškia klasę laboratorijoje išaugintų kristalinių medžiagų, kurios imituoja natūraliai pasitaikančio perovskito struktūrą. Pastaraisiais metais, sintetinis perovskitas yra gana intensyviai analizuojamas fotovoltiniuose tyrimuose. Jie yra palyginti pigūs ir lengvai auginami bei gali būti naudojami plonos plėvelės formatu. O tai suteikia papildomos naudos didelės apimties pigių saulės elementų gamyboje.

Tobulame pasaulyje perovskito elementai taptų nebrangia alternatyva įprastiems silicio saulės elementams. Deja, bet pasaulis perovskito elementams toks nėra, kadangi jie greitai praranda savo naudingumą padidėjus drėgmei. Tačiau juk turi būti šios problemos sprendimas. Ir panašu, kad jis jau rastas.

ES konsorciumas „Solliance“ yra vienas iš daugelio mokslinių tyrimų organizacijų, dirbančių prie šios problemos. Praėjusį lapkritį jie paskelbė apie tai, kad jų perovskito saulės elementų efektyvumas pasiekė 13,5 %, o tai yra pasaulinis rekordas. Dabar informuoja apie dar didesnę pažangą – naujasis efektyvumo rekordas pasiekė 14,5 %. Ši naujiena yra svarbi ir tuo, kad tyrėjams pavyko naujas celes sujungti tarpusavyje į didesnius modulius taip, kad jos nepatirtų didelių efektyvumo nuostolių.

Kaip jiems tai pavyko? Pagrindinis triukas yra gana paprastas – reikia įsitikinti, kad aktyvi medžiaga apims kuo daugiau modulio. „Solliance“ sumažino neaktyvias perovskito celių sujungimo sritis ir pasiekė 95,3 % aktyvių sričių aprėptį. Tai reiškia, kad bendras perovskito celių modulio efektyvumas išliko itin aukštas ir siekia 13,8 %.

„Solliance“ teigimu, „be šiuo metu naudojamų elektrodų, visi sluoksniai gali būti pagaminti įprastoje aplinkoje ir esant žemesnei nei 120 laipsnių temperatūrai (pagal Celsijų aut. past.), todėl brangios įrangos nebereikia. Dengimo ir sujungimo technologijos yra prieinamos pramoniniu būdu, tiek „sheet-to-sheet“, tiek „roll-to-roll“ gamyboje.“

Kalbant apie tai, kada tokie ploni perovskito saulės elementai atsidurs mūsų rankose, neatrodo, kad to reikės ilgai laukti. „Panasonic“ drauge su atsinaujinančios energijos kompanija „Greatcell Solar Limited“ ir Rusijos saulės verslo inkubatoriaus bendrove „Solartek“ yra šio konsorciumo partneriai ir intensyviai dirba prie šios technologijos komercializavimo.

Kalbant apie pažangą, viena iš didžiausių pasaulinių perovskito saulės elementų lyderių yra JAV esanti Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija (NREL), neseniai paskelbė straipsnį, kuriame išdėstė, kaip greitai šioje energetikos srityje įvyks reikšmingi pokyčiai.

„Perovskitai buvo nestabilūs ir dėl to kilo įvairių problemų, bet visose matavimų srityse aiškiai matyti, kad tai yra aukštos kokybės puslaidininkiai. Mes matėmė, kaip efektyvo rekordai buvo gerinami diena iš dienos. Mes supratome, kad tai yra kažkas tokio, ko negalima ignoruoti.“

Straipsnyje taip pat kalbama ir apie perovskitų pranašumus prieš silicio elementus:

„Silicio technologija reiklauja gamybos metu palaikyti aukštą temperatūrą, o perovskito procesas yra paprastesnis: cheminės medžiagos yra pilamos ant pagrindo ir leidžiama joms susikristalizuoti. Šie kristalai yra puikūs puslaidininkiai. Tai reiškia, kad perovskito plokštelės yra lenkstesnės nei standžios silicio plokštelės.“

NREL yra įsitikinę, kad perovskito saulės elementai pateks į rinką. NREL mokslininkas David‘as Moore‘as: „Aš nematau nieko tokio, kas galėtų sustabdyti perovskitinių saulės elementų komercializavimą. Taip, vis dar liko keletas iššūkių. Tačiau ir tose srityse vykstantys žingsniai yra tokie pat spartūs, kaip ir per pastaruosius penkerius metus buvo pasiekta pažanga perovskito elementų darbo efektyvume. Tad matydamas šią pažangą, perovskitinių elementų progresavimą, manau, kad yra visos priežastys teigti, kad greitu metu bus išspręstos visos esamos problemos ir tokie saulės elementai pasieks rinką.“