Fotowoltaika perowskitowa – potencjalny następca ogniw krzemowych

Fotowoltaika perowskitowa, stanowiąca potencjalnego następcę tradycyjnych ogniw krzemowych, otwiera nowe horyzonty w produkcji energii odnawialnej. Technologia ta, opierająca się na wykorzystaniu kryształów perowskitu, oferuje szereg zalet, które mogą zrewolucjonizować rynek fotowoltaiczny.

Czym Jest Fotowoltaika Perowskitowa?

Technologia perowskitowa wykorzystuje unikalne właściwości kryształów perowskitu, minerału charakteryzującego się wysoką zdolnością pochłaniania światła. Ogniwa perowskitowe cechują się większą efektywnością w absorpcji światła niż tradycyjne ogniwa krzemowe czy oparte na arsenku galu. Po odpowiedniej modyfikacji syntetycznej, perowskit staje się doskonałym przewodnikiem prądu, co pozwala na produkcję modułów fotowoltaicznych, które są cieńsze, lżejsze, elastyczne, a nawet półprzezroczyste.

Zalety Fotowoltaiki Perowskitowej

• Elastyczność i Adaptowalność: Możliwość montażu na elastycznych foliach pozwala na dopasowanie kształtu i wymiarów ogniw do konkretnych miejsc, otwierając drzwi do nowych zastosowań, w tym BIPV (fotowoltaika zintegrowana ze strukturą budynku).
• Sprawność i Rozwój: Ogniwa perowskitowe obecnie osiągają sprawność pomiędzy 18 a 22%, z rekordowymi wynikami doświadczalnymi na poziomie 29,15% osiągniętymi przez zespół z Helmholtz-Zentrum Berlin. Istnieje potencjał dalszego wzrostu sprawności do nawet 33%.

Prostsza i Tańsza Produkcja

Ogniwa perowskitowe są produkowane z wykorzystaniem technologii drukowania atramentowego, co jest prostsze i mniej kosztochłonne niż metody wykorzystywane w produkcji ogniw krzemowych. Ta przyjazna dla środowiska metoda produkcji minimalizuje zanieczyszczenia i obniża koszty, co przekłada się na niższą cenę finalnego produktu i krótszy okres zwrotu inwestycji.

Wyzwania Technologiczne

Mimo licznych zalet, fotowoltaika perowskitowa stoi przed wyzwaniami, takimi jak ograniczona żywotność modułów (obecnie kilkanaście lat) oraz utrzymanie wysokiej sprawności w produkcji na skalę masową.

Rola Saule Technologies

Saule Technologies, polska firma z Wrocławia pod kierownictwem dr Olgii Malinkiewicz, jest światowym liderem w dziedzinie fotowoltaiki perowskitowej. Firma ta jako pierwsza uruchomiła linię produkcyjną drukowanych ogniw perowskitowych i uzyskała certyfikat TÜV Rheinland, co stanowi kamień milowy w dalszym rozwoju tej technologii.

Potencjał Zastosowań w Różnych Środowiskach

Jedną z najbardziej ekscytujących cech fotowoltaiki perowskitowej jest jej adaptowalność do różnych środowisk i zastosowań. Ogniwa perowskitowe, ze względu na swoją elastyczność i możliwość bycia półprzezroczystymi, mogą być stosowane nie tylko na dachach, ale również na fasadach budynków, w oknach oraz innych powierzchniach, gdzie tradycyjna fotowoltaika byłaby nieefektywna lub niewykonalna. Ta wszechstronność otwiera drogę do zintegrowania fotowoltaiki z architekturą miejską na niespotykaną dotąd skalę, co może przyczynić się do znaczącego wzrostu udziału energii odnawialnej w miejskich krajobrazach.

Wyzwania Stabilności i Trwałości

Mimo że fotowoltaika perowskitowa prezentuje obiecujące wyniki pod względem sprawności, jednym z głównych wyzwań pozostaje jej stabilność i trwałość. Obecne ogniwa perowskitowe mogą wykazywać tendencję do degradacji w ekstremalnych warunkach pogodowych lub przy długotrwałej ekspozycji na światło. Rozwiązanie tego problemu będzie kluczowe dla komercjalizacji i szerszego wdrożenia tej technologii. Badacze pracują nad sposobami usprawnienia trwałości ogniw, w tym poprzez zastosowanie nowych materiałów i technik inżynierskich.

Przyszłość i Możliwości Rynkowe

Rozwój fotowoltaiki perowskitowej otwiera nowe możliwości rynkowe, zwłaszcza w kontekście integracji z budynkami i infrastrukturą miejską. Wraz z postępem w rozwiązywaniu problemów technicznych, fotowoltaika perowskitowa może stać się kluczowym elementem w transformacji energetycznej miast i regionów, prowadząc do bardziej zrównoważonego i ekologicznego wykorzystania energii słonecznej.

Rola Edukacji i Szkoleń w Rozwoju Fotowoltaiki Perowskitowej: W miarę jak fotowoltaika perowskitowa zyskuje na znaczeniu, rośnie też zapotrzebowanie na specjalistyczną wiedzę i umiejętności w tym obszarze. Szkolenia w branży PV stają się niezbędne, aby zapewnić, że inżynierowie, technicy oraz instalatorzy są odpowiednio przygotowani do pracy z tą nową technologią. Programy edukacyjne i warsztaty mogą obejmować tematy takie jak:

• Podstawy Technologii Perowskitowej: Zrozumienie unikalnych właściwości i wyzwań związanych z ogniwami perowskitowymi.
• Techniki Instalacji i Konserwacji: Szkolenia praktyczne w zakresie instalacji, monitorowania i konserwacji systemów perowskitowych, biorąc pod uwagę ich specyficzne wymagania.
• Bezpieczeństwo i Normy: Zapewnienie, że wszyscy pracownicy branży PV są świadomi standardów bezpieczeństwa i najlepszych praktyk związanych z instalacją i obsługą ogniw perowskitowych.

Wspieranie Innowacji przez Edukację: Inwestycje w szkolenia branżowe są nie tylko kluczowe dla zapewnienia bezpiecznej i skutecznej pracy z ogniwami perowskitowymi, ale również stanowią fundament dla innowacji i rozwoju w sektorze PV. Poprzez edukację, specjaliści branżowi mogą nie tylko skuteczniej wdrażać istniejące technologie, ale również przyczyniać się do badań i rozwoju nowych rozwiązań.

Czytaj więcej od ATUM