Perowskity – energia słoneczna w nowym świetle

Nikt nie przechodzi obojętnie obok sukcesów swoich rodaków na arenie międzynarodowej. Trzymamy kciuki za polskich sportowców czy też ekscytujemy się nominacjami naszych rodzimych filmów do prestiżowych nagród. W 2014 roku powodów do dumy przysporzyła nam Olga Malinkiewicz, naukowiec pracujący na Uniwersytecie w Walencji. Nauka jest dziedziną, w której od zawsze mieliśmy wybitnych reprezentantów. Tę tradycję kontynuuje młoda badaczka. Opracowała metodę pozwalającą na zastosowanie materiału perowskitowego na dowolnym podłożu. Ponadto, za innowacyjny sposób niskotemperaturowego wytwarzania ogniw fotowoltaicznych opartych na perowskitach, Polka została wyróżniona główną nagrodą w prestiżowym konkursie naukowym Photonics21. Założona przez nią spółka, Saule Technologies, dzięki otrzymanym grantom oraz japońskiemu inwestorowi Hideo Sawadzie, pracuje nad komercjalizacją wynalazku.

Linia produkcyjna – kolejny krok w przyszłość

Bardzo dużo wrażliwych informacji, spółka Saule, konsekwentnie trzyma w tajemnicy. Jednak, w 2019 roku, poinformowano, że osiągnięty postęp umożliwia produkcję elastycznych, częściowo transparentnych modułów fotowoltaicznych wykonanych w technologii perowskitowej. Co więcej, potwierdzono opłacalność zastosowania tej technologii w branży fotowoltaicznej. Zwieńczeniem tych informacji jest pierwsza linia produkcyjna modułów perowskitowych, która powstała w ostatnim kwartale 2019 roku, we Wrocławiu. Plany firmy są ambitne a celem jest produkcja 40 tyś. modułów fotowoltaicznych (o powierzchni 1 m2) rocznie. Kolejnym, zapowiedzianym już krokiem, będzie przygotowanie linii umożliwiającej drukowanie modułów, która zwiększy skalę produkcji pięciokrotnie.

Skanska – wieżowiec przyjazny środowisku

Możliwość zastosowania perowskitów na dowolnym materiale, daje wiele możliwości w budownictwie. Technologii tej zaufało międzynarodowe przedsiębiorstwo Skanksa, które wyprzedzając konkurencję, nabyło wyłączne prawa do wykorzystania technologii perowskitowej Saule Technologies w budownictwie komercyjnym. Pierwszym efektem tego współpracy jest pokrycie modułami perowskitowymi, fasady warszawskiego wieżowca Spark. Projekt został wykonany w ramach testów. Moduły fotowoltaiczne, zastosowane mają wymiary 1,3 na 0,9 m i składają się z 52 ogniw. Jeden taki moduł ma pokryć zapotrzebowanie energetyczne komputera, używanego przez cały dzień roboczy. Takie rozwiązanie przynosi wiele korzyści na różnych płaszczyznach. Nie tylko sprzyja środowisku i generuje oszczędności, ale również zwiększa atrakcyjność obiektu, pod względem innowacyjności i walorów estetycznych.

Ogniwa tandemowe – perowskit jako materiał wspomagający

Uniwersalność perowskitu daje również, możliwość łączenia ich w modułach fotowoltaicznych z innymi materiałami. Tak też powstają ogniwa tandemowe. Liderem w tym zakresie jest niemiecka firma Oxford PV. Ich moduły perowskitowo-krzemowe osiągają sprawność przekraczającą 28%. Wynika to z bardziej efektywnego wykorzystywania niebieskiej części widma energii słonecznej. Teoretyczny limit wydajności dla ogniw tandemowych wynosi 43%. Biorąc pod uwagę, że dla ogniw na bazie krzemu, wartość ta wynosi 29%, nie ma wątpliwości, że to ogniwa tandemowe stanowią technologię przyszłości.

Główne ograniczenia technologii

Głównym ograniczeniem rozwoju perowskitów w fotowoltaice jest stabilność i wytrzymałość tego materiału. Niestety, pod tym względem zdecydowanie ustępuje popularnemu krzemowi. Rentowność instalacji fotowoltaicznej opiera się na długoletnim działaniu. Dlatego też, niezawodność komponentów jest niezbędna. Firma Saule Technologies poinformowała, że symulacje wykazały brak istotnej degradacji ogniw perowskitowych w okresie kilkuletniej pracy, w warunkach naturalnych. Cała branża, jednak wciąż czeka na sprecyzowanie żywotności takich modułów. Drugim ograniczeniem, paradoksalnie są bardzo popularne rozwiązania krzemowe. Skala użytkowania modułów fotowoltaicznych, których materiałem bazowym jest krzem, jest obecnie nieosiągalna dla perowskitów. Dla wielu, moduły krzemowe to sprawdzona i „pewna” technologia, która jest ciągle doinwestowywana. W każdej branży, nowa technologia jest obarczona dozą niepewności. Tak też jest z perowskitami.

Olga Malinkiewicz dokonała przełomowego odkrycia. Wielu specjalistów uważa, że najważniejszego dla odnawialnych źródeł energii w XXI wieku. Na ten moment ciężko oszacować jak rozwinie się technologia oparta na perowskitach. Jest to uwarunkowane wieloma czynnikami. Jednak, biorąc pod uwagę to, że odnawialne źródła energii są jednym z najprężniej rozwijających obszarów energetyki, można przypuszczać, że już za kilka lat moduły perowskitowe będą montowane nie tylko w przemyśle, ale również na dachach budynków mieszkalnych.

Źródła:

  • https://wysokienapiecie.pl/10516-perowskity-kontra-krzem-przelomu-niedaleko/
  • https://www.gramwzielone.pl/energia-sloneczna/100942/olga-malinkiewicz-uruchomi-produkcje-modulow-perowskitowych
  • https://globenergia.pl/perowskity-w-ogniwach-tandemowych-beda-kolejne-rekordy-wydajnosci/
  • https://www.muratorplus.pl/technika/fasady/pierwsza-inwestycja-z-zastosowaniem-ogniw-fotowoltaicznych-z-perowskitu-juz-w-tym-roku-w-polsce-aa-hcyN-diVZ-yBmb.html
  • https://www.muratorplus.pl/technika/fasady/pierwsza-inwestycja-z-zastosowaniem-ogniw-fotowoltaicznych-z-perowskitu-juz-w-tym-roku-w-polsce-aa-hcyN-diVZ-yBmb.html
Poprzedni artykuł

Infrastruktura miejska a OZE

Następny artykuł

Śmieci, smog i korupcja, czyli „Włoska robota” w krzywym zwierciadle

Ostatnie z kategorii