Wiele osób nazywa ostatnie 25 lat rozwoju systemów PV „gorączką solarną” – technologia ta z pewnej niepopularnej ciekawostki przemieniła się w najszybciej na świeci rosnące źródło energii elektrycznej. Spadek cen ogniw niestety spowalnia, ale naukowcy już pracują nad kolejną generacją materiałów, które miałyby zapewnić wyższą wydajność systemów fotowoltaicznych.

Fotowoltaika od 1992 roku do 2016 roku zwiększyła swą moc z 100 MW do 300 GW. To zasługa spadających kosztów – od 2009 do 2017 roku cena ogniwa obniżyła się o 86%. Liderem w produkcji i montażu systemów PV są Chiny, ale fotowoltaika doceniania i popularna jest również w krajach, takich jak Wielka Brytania, gdzie ilość prądu z paneli słonecznych przekroczyła tę wygenerowaną z atomu.

Reklama

Wiele wskazuje na to, że wzrost ten może spowolnić. Mimo to naukowcy poszukują cały czas nowych materiałów. Nacisk kładzie się na ich elastyczność oraz efekt półprzezroczystości, co pozwoliłoby montować je w oknach zamiast szyb.

Jednymi z innowacyjnych materiałów są perowskity, jak wskazuje Varun Sivaram, specjalista do spraw naukowych w amerykańskim think-tanku CFR. Opisuje on perowskity jako „materiał, który może umożliwić produkcję tak tanią i szybką jak drukowanie gazet”.

W Oxford w Anglii znajduje się Oxford PV, której celem jest skomercjalizowanie tych materiałów i wprowadzenie pierwszych ogniw perowskitowych na rynek. Firma od 2010 roku poszukuje nowych rozwiązań dla fotowoltaiki. Początkowo zamierzała wykorzystać ogniwa barwnikowe, ale od 2012 rozwija systemy oparte o perowskity. „Odkryliśmy, że materiały te mogą być niezwykle wydajne. To zbyt dobra okazja, żeby ją pominąć”.

Oxford PV dzięki brytyjskim i niemieckim inwestycjom chce stworzyć komercyjny produkt. Mam również nadzieję na obniżenie kosztów produkcji i w tym celu zamierza zatrudnić chińskie firmy.

Perowskity wyłapują inną część widma słońca niż krzem, co sprawia, że można nałożyć je na klasyczne ogniwa PV, by uzyskać hybrydową i o wiele wydajniejszą strukturę. Oxford PV planuje wykorzystać tę konstrukcję w swoich przyszłych produktach. „Jesteśmy w pozycji, w której nie musimy walczyć z wartym 35 miliardów dolarów segmentem krzemowych ogniw PV. Chcemy go poszerzyć”, mówi CEO firmy, Frank Averdung. Firma planuje wprowadzić na rynek swoje pierwsze ogniwa fotowoltaiczne już w 2019 roku. W tym zakresie współpracuje wytwórcą krzemowych ogniw PV, którego nazwy jeszcze nie znamy.

Cena prądu z ogniw krzemowych spadła z około 350 dolarów za MWh w 2009 roku do około 50 dolarów w 2017 roku. Jednak, jak uważa wielu analityków, taka redukcja niebawem może się zakończyć.

„Obserwowaliśmy dramatyczny spadek cen, ale są teraz pewne problemy techniczne, które sprawiają, że ceny nie będą już spadać tak szybko jak od 2013 roku”, mówi Artur Kupczunas, współzałożyciel Saule Technologies – polskiej firmy zajmującej się perowskitami.

Saule Technologies we współpracy z Japońską Agencją Kosmiczną zajmuje się opracowaniem technologii drukowania perowskitów na podłożach, które wykorzystane mogą być w kosmosie. Obecnie firma jest w stanie zadrukować obszar o wielkości kartki A4, ale do końca tego roku ma być to już metr kwadratowy.

Perowskity mają też inne zalety – do ich produkcji nie jest potrzebna wysoka temperatura, jak w przypadku krzemu. Mają też wyższą wydajność. Typowe ogniwo krzemowe na prąd przekształca około 21-22% energii. Ogniwo z perowskitem na krzemie bez problemu osiągnie 25%. „Z tego samego ogniwa uzyskamy o około 20% więcej”, mówi Averdung.

Ceny obecnych ogniw PV są bardzo tanie i może i ich ograniczona na niecałe 30% wydajność konwersji nie byłaby problemem, gdyby nie fakt, że pozostałe elementy instalacji i montaż to spore koszty. Dlatego warto poszukiwać jeszcze tańszych i wydajniejszych materiałów, wskazuje profesor Michael McGehee z Uniwersytetu Stanforda.

Oczywiście nie ma żadnej gwarancji, że to właśnie ta technologia podbije w przyszłości świat. Naukowcy nadal spierają się o wiele kwestii technologicznych, a firmy, takie jak: Oxford PV czy polski Saule Technologies, próbują je rozwiązać.

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.