Silicij kalcij titan ruda solarne ćelije će potpuno promijeniti učinkovitost proizvodnje električne energije
Silicij kalcij titan rude solarne ćelije će potpuno promijeniti učinkovitost proizvodnje električne energijei
Tradicionalne solarne ćelije temeljene na poluvodičkim spojevima silicija imaju teoretsku maksimalnu učinkovitost od 29% u pretvaranju sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Međutim, spajanjem drugog sloja perovskita s osnovnim slojem silicija, solarne ćelije mogu premašiti ovaj prag učinkovitosti u bliskoj budućnosti.
Perovskit je vrsta spoja s istom kristalnom strukturom kao mineral kalcij-titan-oksid. Ovaj vrlo fleksibilan materijal može se koristiti za različite primjene, uključujući ultrazvučne strojeve, čipove za pohranu i solarne ćelije za proizvodnju električne energije. Nedavna istraživanja pokazuju da perovskit može biti a"tajno oružje"promovirati učinkovitost proizvodnje energije u industriji solarnih ćelija na novu razinu.
Trenutna tehnologija solarnih ćelija brzo se približava svojoj najvišoj razini učinkovitosti, ali još uvijek ne zadovoljava razinu potrebnu za solarnu energiju kao važan faktor ublažavanja u rješavanju problema globalnog zatopljenja. Znanstvenici su izjavili da učinkovitost mora premašiti 30%, a stopa instaliranja novih solarnih panela mora biti deset puta veća od trenutne razine usvajanja.
Dodavanjem dodatnog sloja kalcij titanijevog oksida (oba sa svojstvima poluvodiča) na silicijskoj podlozi, može se povećati energija uhvaćena od sunčeve svjetlosti. Sloj silicija hvata elektrone u crvenom svjetlu, dok sloj kalcij-titana hvata plavo svjetlo. Poboljšanje kapaciteta apsorpcije energije dovest će do smanjenja ukupne cijene solarne energije, čime će se ubrzati razvoj i usvajanje solarnih panela.
Znanstvenici su proveli nekoliko godina razvijajući učinkovitu tehnologiju silicij kalcij titan solarnih ćelija, a čini se da 2023. označava važnu prekretnicu u ovom polju. Nedavni napredak u istraživanju uspješno je poboljšao učinkovitost silicij perovskit serije baterija na preko 30%. Brzina napretka je toliko brza da će ova tehnologija uskoro pokazati svoju poboljšanu funkcionalnost u komercijalnim proizvodima.
Stefaan De Wolf, profesor znanosti o materijalima i inženjerstva na Sveučilištu znanosti i tehnologije King Abdullah u Saudijskoj Arabiji, vjeruje da će 2023. godine područje tehnologije solarnih ćelija donijeti značajan napredak. De Wolfov tim postigao je razinu učinkovitosti od 33,7% u solarnim ćelijama od silicij perovskita, ali detalji o njihovom radu tek trebaju biti objavljeni u znanstvenim časopisima.Druga istraživačka skupina pod vodstvom Stevea Albrechta iz Helmholtz Berlin Centra za materijale i energiju u Njemačkoj nedavno je objavila studiju o serijski spojenoj silikonskoj perovskitnoj bateriji koja može postići učinkovitost pretvorbe energije do 32,5%. Treća skupina koju je predvodio Xin Yu Chin s École Polytechnique Fédérale de Lausanne u Lausanni, Švicarska, dokazala je da učinkovitost serijske baterije doseže 31,25%, s"potencijal visoke učinkovitosti i niskih troškova proizvodnje".
De Wolf je izjavio da će prekoračenje energetskog praga od 30% povećati povjerenje ljudi da"visokoučinkovita i jeftina fotonaponska proizvodnja električne energije može se staviti na tržište". Do 2022. kapacitet proizvodnje solarne energije dosegnut će 1,2 terawata (TW), a mora se povećati na najmanje 75 TW do 2050. kako bi se ublažila najkatastrofalnija situacija uzrokovana globalnim zagrijavanjem i emisijom stakleničkih plinova.