Borba protiv klimatskih promjena možda postaje sve brža, ali čini se da silikonske solarne ćelije zelene energije dostižu svoje granice.Najizravniji način za pretvorbu upravo je solarni paneli, ali postoje i drugi razlozi zašto su oni velika nada za obnovljivu energiju.
Njihova ključna komponenta, silicij, druga je najzastupljenija tvar na Zemlji nakon kisika.Budući da se ploče mogu postaviti tamo gdje je struja potrebna – na domove, tvornice, poslovne zgrade, brodove, cestovna vozila – manja je potreba za prijenosom energije preko krajolika;a masovna proizvodnja znači da su solarni paneli sada toliko jeftini da ekonomičnost njihovog korištenja postaje neupitna.
Prema izvješću Međunarodne energetske agencije o energetskim izgledima za 2020., solarni paneli na nekim lokacijama proizvode najjeftiniju komercijalnu električnu energiju u povijesti.
Čak i onaj tradicionalni medvjed bube "što je 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 silikonski solarni paneli dosežu praktične granice svoje učinkovitosti zbog nekih prilično nezgodnih zakona fizike.Komercijalne silikonske solarne ćelije sada su učinkovite samo oko 20 posto (iako do 28 posto u laboratorijskim okruženjima. Njihovo praktično ograničenje je 30 posto, što znači da mogu pretvoriti samo oko trećine primljene energije od Sunca u električnu energiju).
Ipak, solarna ploča će proizvesti mnogo puta više energije bez emisija u svom životnom vijeku nego što je korištena u njegovoj proizvodnji.
solarna ćelija od silicija/perovskita
Perovskit: budućnost obnovljivih izvora energije
Poput silicija, ova kristalna tvar 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 električna energija na snazi, konga linija elektrona, kada se labavi elektroni iz silicija ili perovskita kanaliziraju u žicu, rezultat je električna energija.
Perovskit je jednostavna smjesa otopina soli koja se zagrijava na između 100 i 200 stupnjeva kako bi se utvrdila njegova fotoaktivna svojstva.
Poput tinte, može se otisnuti na površine i savitljiv je na način na koji kruti silicij nije.Budući da se koristi u debljini do 500 puta manjoj od silicija, također je super lagan i može biti poluproziran.To znači da se može primijeniti na sve vrste površina kao što su telefoni i prozori.Ipak, pravo uzbuđenje je oko potencijala proizvodnje energije iz perovskita.
Prevladavanje najvećeg izazova perovskita – propadanja
Prvi uređaji iz perovskita 2009. godine pretvorili su samo 3,8 posto sunčeve svjetlosti u električnu energiju.Do 2020. učinkovitost je iznosila 25,5 posto, što je blizu rekorda silicija u laboratoriju od 27,6 posto.Postoji osjećaj da bi njegova učinkovitost uskoro mogla doseći 30 posto.
Ako očekujete 'ali' o perovskitu, postoji par.Sastavni dio kristalne rešetke perovskita je olovo.Količina je malena, ali potencijalna toksičnost olova znači da je potrebno uzeti u obzir.Pravi je problem što se nezaštićeni perovskit lako razgrađuje zbog topline, vlage i vlage, za razliku od silikonskih ploča koje se rutinski prodaju s 25-godišnjim jamstvom.
Silicij se bolje nosi s svjetlosnim valovima niske energije, a perovskit dobro radi s vidljivim svjetlom veće energije.Perovskit se također može podesiti da apsorbira različite valne duljine svjetlosti - crvenu, zelenu, plavu.Uz pažljivo usklađivanje silicija i perovskita, to znači da će svaka ćelija pretvoriti veći dio svjetlosnog spektra u energiju.
Brojke su impresivne: jedan sloj mogao bi biti učinkovit 33 posto;složite dvije ćelije, to je 45 posto;tri sloja bi dala učinkovitost od 51 posto.Ovakve brojke, ako se mogu komercijalno realizirati, revolucionirale bi obnovljivu energiju.
Vrijeme objave: 12. kolovoza 2021