Lupta împotriva schimbărilor climatice ar putea crește în ritm, dar se pare că celulele solare cu siliciu cu energie verde își ating limitele.Cel mai direct mod de a face conversia chiar acum este cu panourile solare, dar există și alte motive pentru care acestea sunt marea speranță a energiei regenerabile.
Componenta lor cheie, siliciul, este a doua cea mai abundentă substanță de pe Pământ, după oxigen.Deoarece panourile pot fi amplasate acolo unde este nevoie de energie – pe case, fabrici, clădiri comerciale, nave, vehicule rutiere – este mai puțină nevoie de a transmite puterea peste peisaje;iar producția în masă înseamnă că panourile solare sunt acum atât de ieftine încât economia utilizării lor devine incontestabilă.
Conform raportului privind perspectivele energetice 2020 al Agenției Internaționale pentru Energie, panourile solare din unele locații produc cea mai ieftină electricitate comercială din istorie.
Chiar și acel urs tradițional „ce zici când este întuneric sau înnorat?”devine din ce în ce mai puțin problematică datorită progreselor transformatoare ale tehnologiei de stocare.
Trecând dincolo de limitele solare
Dacă vă așteptați la un „dar”, iată-l: dar panourile solare cu siliciu ating limitele practice ale eficienței lor din cauza unor legi destul de incomode ale fizicii.Celulele solare din siliciu comerciale sunt acum doar aproximativ 20% eficiente (deși până la 28% în mediile de laborator. Limita lor practică este de 30%, ceea ce înseamnă că pot converti doar aproximativ o treime din energia primită de Soare în electricitate).
Totuși, un panou solar va produce de multe ori mai multă energie fără emisii pe durata de viață decât a fost folosită la fabricarea sa.
o celulă solară de siliciu/perovskit
Perovskitul: viitorul surselor regenerabile
La fel ca siliciul, această substanță cristalină este fotoactivă, ceea ce înseamnă că atunci când este lovită de lumină, electronii din structura sa devin suficient de excitați pentru a se rupe de atomii lor (aceasta eliberare de electroni este baza tuturor generării de energie electrică, de la baterii până la centralele nucleare) .Având în vedere că electricitatea este în vigoare, o linie conga de electroni, atunci când electronii liberi din siliciu sau perovskit sunt canalizați într-un fir, rezultatul este electricitatea.
Perovskitul este un amestec simplu de soluții de sare care este încălzit între 100 și 200 de grade pentru a-și stabili proprietățile fotoactive.
La fel ca cerneala, poate fi imprimată pe suprafețe și este flexibilă într-un mod în care siliconul rigid nu este.Fiind folosit la o grosime de până la 500 de ori mai mică decât siliciul, este, de asemenea, super ușor și poate fi semi-transparent.Aceasta înseamnă că poate fi aplicat pe tot felul de suprafețe, cum ar fi pe telefoane și ferestre.Adevărata entuziasm este totuși în jurul potențialului de producție de energie al perovskitului.
Depășirea celei mai mari provocări a perovskitului - deteriorarea
Primele dispozitive perovskite din 2009 au convertit doar 3,8% din lumina soarelui în electricitate.Până în 2020, eficiența era de 25,5%, aproape de recordul de laborator al siliconului de 27,6%.Există un sentiment că eficiența sa ar putea ajunge în curând la 30 la sută.
Dacă vă așteptați la un „dar” despre perovskit, ei bine, există câteva.O componentă a rețelei cristaline de perovskit este plumbul.Cantitatea este mică, dar toxicitatea potențială a plumbului înseamnă că este o considerație.Adevărata problemă este că perovskitul neprotejat se degradează cu ușurință prin căldură, umiditate și umiditate, spre deosebire de panourile de silicon care sunt vândute de obicei cu garanții de 25 de ani.
Siliciul se descurcă mai bine cu undele luminoase cu energie scăzută, iar perovskitul funcționează bine cu lumina vizibilă cu energie mai mare.Perovskitul poate fi, de asemenea, reglat pentru a absorbi diferite lungimi de undă de lumină - roșu, verde, albastru.Cu o aliniere atentă a siliciului și a perovskitului, aceasta înseamnă că fiecare celulă va transforma mai mult din spectrul luminos în energie.
Cifrele sunt impresionante: un singur strat ar putea fi eficient cu 33%;stivuiți două celule, este 45 la sută;trei straturi ar oferi o eficiență de 51 la sută.Aceste tipuri de cifre, dacă ar putea fi realizate comercial, ar revoluționa energia regenerabilă.
Ora postării: 12-aug-2021