Pokušaćemo da vam približimo revolucionarnu upotrebu perovskita kao naprednog materijala za poboljšanje efikasnosti panela. Pridružite nam se dok istražujemo uzbudljivi svet i potencijal perovskita.
Perovskit je mineral koji se sastoji od kalcijuma, titanijuma i kiseonika, a nazvan je po ruskom mineralogu Levu Aleksejeviču Perovskom. Međutim, u kontekstu solarnih panela i materijala za poboljšanje njihove efikasnosti, termin „perovskit“ se odnosi na široku klasu materijala sa specifičnom kristalnom strukturom sličnom mineralu perovskitu.
Perovskit je mineral kalcijum titanat (CaTiO3). Pored poluprovodničkih svojstava, pogodnim za komercijalnu primenu ga čini i to što se jednostavno može menjati njegova struktura na sobnim temperaturama, dodavanjem ili oduzimanjem određenih elemenata iz njegovog sastava. Umesto kalcijuma i titanijuma, u kristalnoj rešetci svoje mesto pronalaze određeni organski molekuli, metali i halogeni elementi (hlor, brom i jod). Ovi materijali se intenzivno proučavaju od kada je u njima otkrivena visokotemperaturska superprovodnost (1987. godine).
Pervoskit je delimično proziran, lakši i elastičniji materijal koji ne mora da se oblikuje samo u vidu krutih ploča. Jeftinija i ekološki prihvatljivija tehnologija prerade trebalo bi da rezultira i jeftinijim proizvodima od onih na bazi silicijum dioksida.
Silicijum dioksid u električnu energiju pretvara crveni spektar sunčeve svetlosti, dok perovskit to čini korišćenjem plavog spektra. Kombinovanjem ovih materijala u vidu različitih slojeva, omogućeno je da tandem sinergijom postiže veću efikasnost nego svaki materijal zasebno. Sintezom u takozvane tandemske ćelije, efikasnost bi mogla dodatno da se poveća, čak preko 40%.
Perovskiti imaju izvanrednu mogućnost apsorpcije sunčeve svetlosti, što je jedan od razloga zbog koga su se napori istraživača koncentrisali oko ovog materijala, sa ciljem razvijanja nove generacije solarnih ćelija koje bi bile efikasnije i jeftinije od silicijumskih. Sloj tankog filma perovskita, debljine 300 nanometara, u teoriji bi mogao da postigne efikasnost od cca 33%.
Perovskitni materijali koji se koriste u solarnoj tehnologiji obično sadrže halogene, kao što su jod, brom ili hlor, umesto kalcijuma, dok se ostatak strukture održava sličnim perovskitnom mineralu. Ovi materijali se koriste kao aktivni sloj u solarnim ćelijama, gde apsorbuju svetlost i generišu električnu energiju putem fotovoltaičnog efekta.
Ono što perovskitne materijale čini posebnim jeste njihova visoka apsorpcija svetlosti, visoka efikasnost pretvaranja svetlosti u električnu energiju, jednostavnost proizvodnje i potencijal za nisku cenu proizvodnje. Ove karakteristike čine perovskitne materijale izuzetno privlačnim za razvoj solarnih panela sa visokom efikasnošću i nižim troškovima u poređenju sa tradicionalnim silicijumskim solarnim ćelijama.
Prednosti solarnih panela na bazi perovskita:
Poboljšana efikasnost: Mogućnost perovskita da pretvori veći deo sunčeve svetlosti u električnu energiju povećava efikasnost panela, omogućavajući veću proizvodnju energije i poboljšani povraćaj investicija.
Fleksibilnost: Perovskit se može lako sintetisati i naneti na razne supstrate, uključujući fleksibilne i lagane materijale. Ova fleksibilnost otvara nove mogućnosti dizajna za integraciju solarnih panela u različite primene.
Isplativost: Skalabilnost i potencijalno niska cena proizvodnje povezane sa perovskitom čine ga privlačnim izborom za industriju solarnih energija, nudeći održivo i pristupačno rešenje za postizanje energetskih rešenja.
Izazovi i buduća perspektiva: Iako perovskit pokazuje veliki potencijal, još uvek postoje izazovi koje treba prevazići. Pitanja kao što su dugoročna stabilnost, trajnost i skalabilnost zahtevaju dodatna istraživanja i razvojne napore. Međutim, brzi napredak u tehnologiji ukazuje na svetlu budućnost. Uz nastavak napretka, solarni paneli na bazi perovskita su pozicionirani da postanu ključni deo ekosistema obnovljive energije.
Komercijalni solarni paneli koji se danas koriste imaju efikasnost cca 22% i napravljeni su od kristalnog silicijuma. Teorijski maksimum efikasnosti ovih panela je cca 29%. Tehnologija izrade je skupa, složena, troši puno energije i ekološki je izazovna. Težina panela, kao i nefleksibilna struktura ograničavaju mogućnosti montaže, koja se mahom izvodi na krovovima zgrada.
Istraživanje i razvoj perovskita kao novog materijala za solarnu energiju je još uvek u toku, ali obećava revolucionarne mogućnosti za poboljšanje efikasnosti panela i ubrzavanje prelaska na održivu energetiku. Iskorišćavanjem mogućnosti perovskita, preduzeća koja se bave solarnom energijom mogu otključati nove prilike za unapređenje generisanja obnovljive energije i tranzicije ka čistijoj i zelenijoj budućnosti.
