Czy wiesz, że istnieją alternatywy dla standardowych krzemowych paneli słonecznych? Dzięki nim być może pewnego dnia będzie można zainstalować panel słoneczny, który jest o 50% bardziej wydajny niż przeciętny – krzemowy.

Perowskitowa rewolucja

Wydajniejsze instalacje zamierza popularyzować Iris Photovoltaics (Iris PV). Firma z siedzibą w Berkeley w Kalifornii pracuje nad modernizacją produkcji krzemowych paneli słonecznych. To jednak nie jedyny kierunek działań. Przedsiębiorstwo próbuje również zwiększyć wydajność instalacji solarnych do przedziału 25–30%.

Alternatywa dla krzemu

Opracowywana technologia, dzięki której firmie udało się zdobyć nagrodę w programie Small Business Vouchers (SBE) amerykańskiego Departamentu Energii (DOE), polega na powleczeniu krystaliczną warstwą perowskitu metalohalogenkowego standardowych krzemowych paneli słonecznych. Dzięki temu wytwarzają one dodatkową energię elektryczną ze światła podczerwonego. Następnie nakłada się je na tradycyjne krzemowe ogniwa słoneczne, tworząc „tandemowy” panel, który generuje więcej energii elektrycznej.

Od podłogi do dachów

W swoich działaniach współzałożyciele firmy, Colin Bailie i Chris Eberspacher, mogą liczyć na wsparcie naukowców z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) w ramach programu DOE Office of Energy Efficiency and Renewable Energy Technology-to-Market. Wspólnymi siłami zamierzają opracować technologię odpowiednią do użycia na dużą skalę i przyspieszyć przyjęcie energii słonecznej za pomocą swoich wysokowydajnych produktów PV.

Ogniwa krzemowe

– W programie zajmujemy się krytycznymi wyzwaniami produkcyjnymi, dzięki czemu będzie możliwe budowanie całych zakładów produkcyjnych – mówi Bailie. – Komercyjne krzemowe ogniwa słoneczne mają wydajność na poziomie 18–22%. Efekty połączenia dwóch materiałów ogniw słonecznych teoretycznie może powoli osiągnąć wydajność około 46%, chociaż chcemy nieco obniżyć parametry i uzyskać wydajność 30–35%. W porównaniu do dzisiejszego standardowego panelu słonecznego, konstrukcja Iris PV minimalizuje koszty producentów i jest kompatybilna z większością istniejących technologii. Pozwala również zaoszczędzić poszczególnym właścicielom domów tysiące dolarów z tytułu kosztów początkowych i rachunków za media w porównaniu z obecną technologią. Kiedy ta technologia będzie dostępna na rynku, mamy nadzieję uzyskać entuzjastyczną reakcję zarówno instalatorów energii słonecznej, jak i właścicieli domów – dodał.

Przezwyciężanie wyzwań związanych z produkcją

Współczesne perowskitowe ogniwa słoneczne z metalohalogenkiem oznaczają jednak ograniczenia produkcyjne. Specyficzne techniki wytwarzania, takie jak powlekanie obrotowe, które osadza cienkie warstwy rozpuszczalników lub materiałów powłokowych przy użyciu siły odśrodkowej, ograniczają wielkość pojedynczych szklanych paneli. Proces ten wymaga również dodatkowego wzornictwa w, zwiększając koszty ogólne.

Ogniwa perowskitowe

Dzięki pomocy technicznej naukowców NREL, Iris PV pokonuje te przeszkody, wykorzystując druk atramentowy. Ta technika pozwala równomiernie pokrywać duże powierzchnie i uzupełniać wzorce poprzez dozowanie pojedynczych kropli i kontrolowany nadruk. Ponieważ drukarki atramentowe są bardziej precyzyjne niż ich wirujące odpowiedniki, proces produkcji jest bardziej wydajny i jednolity.

Według Iris PV, druk atramentowy pozwala na szybkie prototypowanie i tanie produkty niestandardowe. Do tej pory w projekcie wydrukowano ogniwa perowskitowe z pojedynczym złączem o wydajności przekraczającej 16%, podobnie jak urządzenia wykonane przy użyciu innych skalowalnych technologii. Kolejnym krokiem firmy będzie wykazanie skalowalności nowej technologii.

kup artykuly platne