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

(Foto: Pixabay / Bru-nO)

Novi materijal koji apsorbuje svjetlost je, po prvi put, dovoljno tanak i fleksibilan da se može nanijeti na površinu gotovo svake zgrade ili običnog objekta. Korišćenjem pionirske tehnike razvijene u Oksfordu, koja slaže više slojeva koji apsorbuju svjetlost u jednu solarnu ćeliju, oni su iskoristili širi spektar svjetlosti, omogućavajući da se iz iste količine sunčeve svjetlosti 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. Vjerujemo 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 svjetlosti), 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 primijeniti 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 vjeruju da će njihov pristup nastaviti da smanjuje troškove solara i takođe ga učiniti najodrživijim oblikom obnovljive energije. Od 2010. godine, globalni prosječni 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 namjenski 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 predvidjeti 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 Odjeljenja za fiziku Univerziteta u Oksfordu. Njihov pionirski rad na fotovoltaicima, a posebno na upotrebi tankoslojnog perovskita, započeo je prije oko deset godina i koristi prednosti prilagođene, robotske laboratorije.

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

Oxford PV, britanska kompanija koja je izdvojena iz Odjeljenja 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 svjetska 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.