Naukowcy na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego opracowali rewolucyjny sposób na produkcję energii słonecznej bez opartych na krzemie paneli. Zamiast tego, odkrycie badaczy opiera się na pokrywaniu powierzchni przedmiotów codziennego użytku fotowoltaicznym, generującym prąd materiałem. Specjalną substancją można pokryć plecaki, samochody czy telefony komórkowe.

Potwierdzona wydajność elastycznego, ultracienkiego materiału PV

Pochłaniający światło materiał jest na tyle cienki i elastyczny, że można zastosować go na powierzchni każdego obiektu czy budynku. Pionierska technika opracowana na Oksfordzie działa na zasadzie nakładania na siebie kilku warstw substancji w pojedynczy moduł fotowoltaiczny, co poszerza zakres spektrum pochłanianego światła. Dzięki temu z tej samej ilości promieni słonecznych można wyprodukować więcej energii niż przy standardowym panelu krzemowym.

Ultracienki materiał otrzymał właśnie niezależny certyfikat, zgodnie z którym jest w stanie działać z wydajnością 27%, co jest wynikiem porównywalnym do tradycyjnej, jednowarstwowej fotowoltaiki opartej na krzemie. Certyfikacji badań naukowców z Oksfordu dokonał Narodowy Instytut Zaawansowanych Nauk i Technologii (AIST) w Japonii.

– Podczas pięciu lat testów naszego rozwiązania opartego na wielu złączach czy też nakładaniu kolejnych warstw, zwiększyliśmy konwersję mocy z 6% do około 27%, blisko limitów osiąganych dziś przez jednowarstwową fotowoltaikę – mówi dr Shuaifeng Hu z Uniwersytetu Oksfordzkiego. – Wierzymy, że z biegiem czasu to podejście pozwoli urządzeniom fotowoltaicznym na osiągnięcie jeszcze większej wydajności, przekraczającej 45%.

Polka i jej zespół z prestiżową nagrodą. Otrzymali ją za lekkie jak śnieg panele perowskitowe

Perowskity w służbie energetyki

Współczesne panele fotowoltaiczne osiągają efektywność energetyczną na poziomie 22% (co oznacza, że konwertują ok. 22% energii zawartej w świetle słonecznym), jednak wszechstronność nowego, ultracienkiego i elastycznego materiału jest kluczowym aspektem. Ma on zaledwie jeden mikron grubości, co czyni do 150 razy cieńszym od panelu krzemowego. Ponadto w przeciwieństwie do współczesnej fotowoltaiki, substancję tę można zaaplikować na niemal każdą powierzchnię.

– Używając nowych materiałów, które mogą być użyte w charakterze powłoki, wykazaliśmy możliwość prześcignięcia krzemu, przy jednoczesnym zyskaniu elastyczności. To może oznaczać więcej mocy ze słońca bez tak dużej ilości paneli krzemowych czy specjalnie budowanych farm słonecznych – mówi dr Junke Wang z Uniwersytetu Oksfordzkiego.

Badacze twierdzą, że ich odkrycie spowoduje redukcję kosztów fotowoltaiki i uczyni ją najbardziej zrównoważonym źródłem energii. Od 2010 roku średni koszt energii słonecznej w skali globalnej zmalał o prawie 90% i aktualnie jest trzykrotnie mniejszy od średniej ceny prądu generowanego z paliw kopalnych. Innowacje oznaczają kolejne redukcje kosztów wraz z pojawieniem się nowych materiałów, z których można stworzyć panele. Przykładem może być wciąż rozwijana technologia perowskitów.

– Jesteśmy w stanie wyobrazić sobie perowskitowe powłoki aplikowane na różne typy powierzchni, aby generować tanią energię słoneczną. Mogą być to dachy samochodów czy budynków, a nawet tyły telefonów komórkowych. Jeżeli więcej energii będzie generowane w ten sposób, nie będzie potrzeby tworzenia nowych paneli krzemowych czy budowania farm słonecznych – dodaje dr Wang.

Nowe odkrycie w dziedzinie perowskitów. Panel, który sam niweluje uszkodzenia

Czy farmy fotowoltaiczne odejdą do lamusa?

Hu i Wang to członkowie zespołu 40 naukowców z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego, którzy pod przewodnictwem prof. Henry’ego Snaitha od dekady pracowali nad użyciem cienkich paneli perowskitowych w specjalnym, nowoczesnym laboratorium. Ich odkrycia mają potencjał komercyjny. Założona przez Snaitha w 2010 roku firma Oxford PV niedawno rozpoczęła produkcję fotowoltaiki perowskitowej w fabryce w Brandenburg-an-der-Havel, niedaleko Berlina. Jest to pierwsza linia produkcyjna tworząca panele w technologii tandemowej, a więc łączącej tradycyjne moduły krzemowe z perowskitami.

– Szukaliśmy miejsca produkcji w Wielkiej Brytanii, jednak tutejszemu rządowi brakuje fiskalnego i komercyjnego podejścia do sprawy, które oferują inne części Europy i USA – twierdzi prof. Snaith. – Do tej pory Wielka Brytania myślała o energii słonecznej tylko przez pryzmat budowy nowych farm, jednak prawdziwy rozwój kryje się w komercjalizowaniu innowacji.

– Czytaj także: Organiczne panele PV z większą wydajnością. Mogą stanowić alternatywę dla krzemu

Źródło: informacja prasowa – Uniwersytet Oksfordzki

Fot. Canva (nevodka, puneetyadav)

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.