Solarni paneli na telefonu i rancu: Naučnici na tragu ultra-tankog revolucionarnog materijala

(Foto: Pixabay / Bru-nO)

Novi materijal koji apsorbuje svetlost je, po prvi put, dovoljno tanak i fleksibilan da se može naneti na površinu gotovo svake zgrade ili običnog objekta. Korišćenjem pionirske tehnike razvijene u Oksfordu, koja slaže više slojeva koji apsorbuju svetlost u jednu solarnu ćeliju, oni su iskoristili širi spektar svetlosti, omogućavajući da se iz iste količine sunčeve svetlosti proizvede više energije, prenosi Univerzitet u Oksfordu.

Ovaj ultra-tanki materijal, koristeći tzv. pristup sa više spojeva, sada je nezavisno sertifikovan da isporučuje preko 27% energetske efikasnosti, prvi put dostigavši performanse tradicionalnih, jednostrukih materijala za proizvodnju energije poznatih kao silicijum-fotovoltaici. Japanski Nacionalni institut za napredne industrijske nauke i tehnologiju (AIST) dao je svoju sertifikaciju pre objavljivanja naučne studije istraživača.

- Tokom samo pet godina eksperimentisanja sa našim pristupom slaganja ili više spojeva, povećali smo efikasnost pretvaranja energije sa oko 6% na preko 27%, blizu granica onoga što jednostruki fotovoltaici mogu postići danas. Verujemo da bi, tokom vremena, ovaj pristup mogao omogućiti da fotonaponski uređaji postignu znatno veće efikasnosti, prelazeći 45% - rekao je dr Šuajfeng Hu, postdoktorski istraživač na Univerzitetu u Oksfordu.

Ovo se poredi sa oko 22% energetske efikasnosti solarnih panela danas (što znači da pretvaraju oko 22% energije iz sunčeve svetlosti), ali ključna je i svestranost novog ultra-tankog i fleksibilnog materijala. Sa nešto više od jednog mikrona debljine, on je gotovo 150 puta tanji od silicijumske pločice. Za razliku od postojećih fotovoltaika, koji se obično nanose na silicijumske panele, ovo se može primeniti na gotovo bilo koju površinu.

- Korišćenjem novih materijala koji se mogu nanositi kao premaz, pokazali smo da možemo replicirati i nadmašiti silicijum, dok takođe dobijamo fleksibilnost. Ovo je važno jer obećava više solarne energije bez potrebe za tolikim brojem panela na bazi silicijuma ili specijalno građenih solarnih farmi - rekao je dr Džunke Vang, postdoktorski stipendista u okviru Marie Skłodowska Curie programa na Univerzitetu u Oksfordu.

Premaz na krovovima automobila, mobilnim telefonima

Istraživači veruju da će njihov pristup nastaviti da smanjuje troškove solara i takođe ga učiniti najodrživijim oblikom obnovljive energije. Od 2010. godine, globalni prosečni trošak solarne električne energije je pao za gotovo 90%, čineći je gotovo trećinu jeftinijom od one dobijene iz fosilnih goriva. Inovacije obećavaju dodatne uštede troškova jer novi materijali smanjuju potrebu za silicijumskim panelima i namenski izgrađenim solarnim farmama.

- Možemo zamisliti da se premazi na bazi perovskita nanose na šire vrste površina, kao što su krovovi automobila i zgrada, pa čak i poleđine mobilnih telefona, kako bi se generisala jeftina solarna energija. Ako se na ovaj način može generisati više solarne energije, možemo predvideti manju potrebu za upotrebom silicijumskih panela ili izgradnju sve više solarnih farmi - dodao je dr Vang.

Snažan komercijalni potencijal

Istraživači su među 40 naučnika koji rade na fotovoltaicima pod vođstvom profesora za obnovljivu energiju Henrija Snejta sa Odeljenja za fiziku Univerziteta u Oksfordu. Njihov pionirski rad na fotovoltaicima, a posebno na upotrebi tankoslojnog perovskita, započeo je pre oko deset godina i koristi prednosti prilagođene, robotske laboratorije.

Njihov rad ima snažan komercijalni potencijal i već je počeo da se primenjuje u industrijama komunalnih usluga, građevinarstva i proizvodnje automobila.

Oxford PV, britanska kompanija koja je izdvojena iz Odeljenja za fiziku Univerziteta u Oksfordu 2010. godine, od strane suosnivača i glavnog naučnog direktora profesora Henrija Snejta, sa ciljem komercijalizacije perovskitnih fotovoltaika, nedavno je započela masovnu proizvodnju perovskitnih fotovoltaika u svojoj fabrici u Brandenburgu-an-der-Havelu, blizu Berlina. Ovo je prva svetska linija za proizvodnju "perovskit-na-silicijum" tandem solarnih ćelija.

- Najnovije inovacije u solarnim materijalima i tehnikama, demonstrirane u našim laboratorijama, mogle bi postati platforma za novu industriju, proizvodnju materijala za generisanje solarne energije na održiviji i jeftiniji način korišćenjem postojećih zgrada, vozila i objekata - rekao je profesor Snejt.