Powstała pierwsza instalacja z drukowanych ogniw fotowoltaicznych!

W Australii uruchomiona została pierwsza komercyjna instalacja fotowoltaiczna wykonana z drukowanych ogniw PV. Wyprodukowano je, wykorzystując specjalną drukarkę, która nanosi półprzewodnikowy tusz na całe rolki substratu.

Jedynie pięć osób potrzebne było do instalacji około 200 m2 ogniw PV. Żadne inne rozwiązanie nie jest tak lekkie, szybkie w produkcji i łatwe w montażu jak zaprezentowane ogniwa.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Zespół badawczy wyprodukował moduły fotowoltaiczne przy użyciu standardowych technik drukowania. Maszyna, z której korzystano, na co dzień drukuje etykiety na wino. Każde ogniwo słoneczne składa się z kilku pojedynczych warstw nadrukowanych jedna na drugiej. Następnie są one łączone szeregowo w celu utworzenia ogniwa PV.

Prace nad tymi ogniwami trwają od 1996 roku. Naukowcy przeszli od tworzenia małych, milimetrowych ogniw słonecznych do pierwszej komercyjnej instalacji. W najnowszej instalacji każdy moduł ma dziesięć metrów długości i jest umieszczony pomiędzy dwiema warstwami nadającego się do recyklingu plastiku.

Sercem tej technologii są wyspecjalizowane półprzewodnikowe atramenty polimerowe, które opracowano. Ta grupa materiałów zasadniczo zmieniła zdolność do budowania urządzeń elektronicznych. Teraz możliwe jest zastępowanie twardych, sztywnych materiałów podobnych do szkła lub krzemu elastycznymi atramentami i farbami, które można drukować lub nakładać innymi metodami na rozległych obszarach przy wyjątkowo niskich kosztach.

W rezultacie moduły te kosztują mniej niż 10 dolarów za metr kwadratowy i są produkowane w skali przemysłowej. Oznacza to, że zajęłoby tylko ok. 2-3 lata, aby ogniwa te stały się konkurencyjne z innymi technologiami, nawet pomimo ich wydajnościach rzędu 2-3%.

Drukowane moduły słoneczne mogą być instalowane na dowolnym dachu lub innej konstrukcji za pomocą prostej taśmy klejącej. Łączone są z przewodami prostymi zatrzaskami. Instalacja w Newcastle to ważny kamień milowy na drodze do komercjalizacji tej technologii – „Spędzimy następne sześć miesięcy, testując jej wydajność i trwałość przed usunięciem i recyklingiem materiałów”, komentują naukowcy.

„Uważamy, że ta technologia ma ogromny potencjał. Oczywiście nasza technologia jest wciąż na etapie prób, ale nasza wizja to świat, w którym każdy budynek w każdym mieście, w każdym kraju pokryty jest drukowanymi ogniwami PV generującymi tanią energię dla każdego. Najnowsza instalacja przybliżyła realizację słonecznych dachów, ścian i okien”, podsumowuje Paul Dastoor, australijski fizyk, odpowiedzialny za stworzenie technologii drukowania ogniw fotowoltaicznych.

Wyobrażamy sobie, że finalnie te ogniwa słoneczne mogą nawet przynieść korzyści tym, którzy nie posiadają lub nie mają dostępu do przestrzeni dachowej. Ludzie mieszkający na przykład w blokach mieszkalnych mogą potencjalnie wziąć udział w projekcie, który pozwoli im uzyskać energię elektryczną z modułów PV zainstalowanych przez właściciela budynku lub firmę na wspólnym dachu. Poszczególni mieszkańcy nie muszą nigdy “posiadać” infrastruktury bezpośrednio.

Ale w obecnej, niepewnej polityce energetycznej, nowa technologia daje jeszcze inną zaletę – z uwagi na niską cenę i łatwość w montażu pozwala na wzięcie władzy we własnej ręce i prostą produkcję oraz instalację ogniw fotowoltaicznych.

Drukowane ogniwa mają mniej niż jeden milimetr grubości i mocowane są za pomocą dwustronnej taśmy klejącej. Sprawia to, że panele te mogą być produkowane za mniej niż 10 dolarów za metr kwadratowy. Profesor Dastoor pracuje nad tą technologią od ponad dekady, ale teraz rozpoczyna walkę o jej komercjalizację.

„Niskie koszty i szybkość, z jaką ta technologia może zostać wdrożona, są ekscytujące, ponieważ musimy znaleźć rozwiązania i szybko zredukować popyt na moc odnawialną”, mówi Datoor. „Organiczne ogniwa PV drukowane na cienkich plastikowych arkuszach instalowanych są w projekcie pilotażowym”, dodaje. Komercyjny pokaz możliwości nowej technologii jest szczególnie kluczowy teraz, w czasach gdy polityka dotycząca OZE staje się mocno niepewna w Australii.

„Jeśli zastanowimy się nad tym, co przeszliśmy w ciągu ostatniej dekady i co widzieliśmy w ciągu ostatnich kilku tygodni w Canberze, jedną z rzeczy, którą ten projekt podkreśla, jest to, że uniwersytety i przemysł spotykają się, by po prostu przejść do roboty z rzeczami i to ekscytujące”, mówi badacz.

Drukowana technologia słoneczna nie jest tak wydajna jak technologia krzemowa i ulega degradacji znacznie szybciej. Jednakże Dastoor uważa, że jej niska cena i łatwość w instalacji przekonają potencjalnych nabywców do zakupu tego rodzaju modułów.

źródła: the guardian, phys.org