Pokroky v technologii solárních panelů

Boj proti změně klimatu může nabírat na tempu, ale zdá se, že křemíkové solární články zelené energie dosahují svých limitů.Nejpřímější způsob, jak provést přeměnu právě teď, jsou solární panely, ale existují i ​​​​jiné důvody, proč jsou velkou nadějí obnovitelné energie.

Jejich klíčová složka, křemík, je po kyslíku druhou nejrozšířenější látkou na Zemi.Vzhledem k tomu, že panely lze umístit tam, kde je potřeba energie – v domácnostech, továrnách, komerčních budovách, lodích, silničních vozidlech – není potřeba přenášet energii napříč krajinou;a masová výroba znamená, že solární panely jsou nyní tak levné, že ekonomika jejich používání začíná být nesporná.

Podle zprávy Mezinárodní energetické agentury o energetickém výhledu do roku 2020 produkují solární panely v některých lokalitách nejlevnější komerční elektřinu v historii.

Dokonce i ten tradiční medvídek "co když je tma nebo zataženo?"se stává méně problematickým díky transformačním pokrokům v technologii skladování.

Pohyb za hranicemi slunečního záření

Pokud čekáte „ale“, tady je: ale křemíkové solární panely dosahují praktických limitů své účinnosti kvůli některým docela nepohodlným fyzikálním zákonům.Komerční křemíkové solární články jsou nyní účinné jen asi 20 procent (ačkoli v laboratorních podmínkách až 28 procent. Jejich praktický limit je 30 procent, což znamená, že dokážou přeměnit jen asi třetinu energie přijaté Sluncem na elektřinu).

Přesto solární panel za dobu své životnosti vyrobí mnohonásobně více energie bez emisí, než bylo použito při jeho výrobě.

křemíkový/perovskitový solární článek

wd

Perovskit: budoucnost obnovitelných zdrojů

Stejně jako křemík je tato krystalická látka fotoaktivní, což znamená, že když na ni dopadne světlo, elektrony v její struktuře se dostatečně rozbuší, aby se odtrhly od svých atomů (toto uvolnění elektronů je základem veškeré výroby elektřiny, od baterií po jaderné elektrárny) .Vzhledem k tomu, že ve skutečnosti funguje elektřina, konga řada elektronů, když jsou volné elektrony z křemíku nebo perovskitu směrovány do drátu, výsledkem je elektřina.

Perovskit je jednoduchá směs solných roztoků, která se zahřeje na 100 až 200 stupňů, aby se stanovily jeho fotoaktivní vlastnosti.

Stejně jako inkoust lze tisknout na povrchy a je ohýbatelný způsobem, který tuhý křemík není.Používá se v tloušťce až 500krát menší než křemík, je také superlehký a může být poloprůhledný.To znamená, že jej lze aplikovat na všechny druhy povrchů, jako jsou telefony a okna.Skutečné vzrušení však panuje kolem potenciálu výroby energie perovskitu.

Překonání největší výzvy perovskitu – zhoršování stavu

První perovskitová zařízení v roce 2009 přeměnila pouze 3,8 procenta slunečního světla na elektřinu.Do roku 2020 byla účinnost 25,5 procenta, což je blízko rekordu křemíkové laboratoře 27,6 procenta.Existuje pocit, že jeho účinnost by mohla brzy dosáhnout 30 procent.

Pokud očekáváte „ale“ o perovskitu, pár jich je.Součástí krystalické mřížky perovskitu je olovo.Množství je malé, ale potenciální toxicita olova znamená, že je třeba brát v úvahu.Skutečným problémem je, že nechráněný perovskit se snadno rozkládá teplem, vlhkostí a vlhkostí, na rozdíl od silikonových panelů, které se běžně prodávají s 25letou zárukou.

Křemík si lépe poradí s nízkoenergetickými světelnými vlnami a perovskit dobře funguje s viditelným světlem s vyšší energií.Perovskit lze také vyladit tak, aby absorboval různé vlnové délky světla – červené, zelené, modré.Při pečlivém zarovnání křemíku a perovskitu to znamená, že každá buňka přemění větší část světelného spektra na energii.

Čísla jsou působivá: jedna vrstva by mohla mít účinnost 33 procent;naskládat dvě buňky, je to 45 procent;tři vrstvy by daly 51 procent účinnosti.Tyto druhy čísel, pokud je lze realizovat komerčně, by způsobily revoluci v obnovitelné energii.


Čas odeslání: 12. srpna 2021