Ogniwa perowskitowe. Jak działa przełomowa technologia?
2022-10-24 / Słoneczne newsy
Czym są ogniwa perowskitowe? Jakie mają cechy? Co wyróżnia je na tle innych rozwiązań? Przeczytaj artykuł i dowiedz się wszystkiego na temat tego przełomowego rozwiązania!
Badacze nieustannie poszukują rozwiązań, które pozwolą jeszcze efektywniej wykorzystywać odnawialne źródła energii, w tym także promieniowanie słoneczne. Ogromnym przełomem w tej dziedzinie było stworzenie ogniw perowskitowych. Są one określane jako przyszłość rynku zielonej energii.
Co to są perowskity?
Dla wielu osób pojęcie to brzmi bardzo tajemniczo. Nic dziwnego, gdyż do tej pory można było spotkać się z nim niezwykle rzadko. Obecnie jednak perowskity zyskują coraz większą popularność, zwłaszcza wśród osób zajmujących się dostarczaniem rozwiązań z zakresu odnawialnych źródeł energii.
Perowskity to naturalnie występujący w przyrodzie materiał, który swoją nazwę zawdzięcza odkrywcy, czyli Lwu Perowskiemu. Mimo iż zostały one odkryte już dawno, to dopiero współcześnie dostrzeżono ich potencjał do produkcji energii elektrycznej.
W 2014 roku polska fizyczka Olga Malinkiewicz jako pierwszy naukowiec na świecie wyprodukowała z nich niezwykle lekkie i elastyczne ogniwa perowskitowe. Było to przełomowe odkrycie, które przyczyniło się do intensywnego rozwoju badań nad ich wykorzystaniem do produkcji energii elektrycznej.
Ogniwo perowskitowe – czym się charakteryzuje?
Tym, co sprawia, że perowskitowe ogniwa uważane są za tak przełomowe odkrycie, jest przede wszystkim to, że do produkcji energii wykorzystują one zarówno światło naturalne, jak i sztuczne. Dzięki temu są w stanie działać efektywnie nawet w słabych warunkach oświetleniowych. Perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne wyróżniają się również doskonałą elastycznością oraz niską wagą. Bez obaw można przymocować je do praktycznie każdej powierzchni.
Perowskitowe ogniwa słoneczne nie wymagają, aby promienie słoneczne padały na nie idealnie pod kątem 90°. Doskonale radzą sobie również wtedy, gdy kąt ten jest zdecydowanie mniejszy. Mogą być więc stosowane w miejscach, gdzie panele fotowoltaiczne nie zdają egzaminu.
Ze względu na swoją elastyczność panel perowskitowy nadaje się do montażu nie tylko na dachu, ale i na fasadzie budynku. Można umieścić go również na różnego rodzaju przedmiotach, bez względu na ich kształt. Bardzo ważne jest także to, że koszty produkcji takich paneli są zdecydowanie niższe.
Krzemowe a perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne – czym dokładnie się od siebie różnią?
Tradycyjne ogniwa fotowoltaiczne zbudowane są z krzemu, który jest niezbędny do przekształcenia promieniowania słonecznego w energię elektryczną. W taki sam sposób działają perowskity. Występuje jednak kilka znaczących różnic między ogniwami perowskitowymi a krzemowymi. Najważniejsze z nich to:
- zdecydowanie większa trwałość perowskitów na uszkodzenia,
- możliwość korzystania przez perowskitowe ogniwa ze światła naturalnego i sztucznego,
- mniejsze zużycie energii podczas procesu ich wytwarzania,
- niższe koszty produkcji,
- możliwość montażu w różnych miejscach ze względu na dużą elastyczność.
Różnice te są jednocześnie również zaletami przemawiającymi na korzyść paneli fotowoltaicznych perowskitowych.
Ogniwa perowskitowe – sprawność i wydajność
Produkowane współcześnie ogniwa perowskitowe mogą całkowicie zastąpić tradycyjne panele fotowoltaiczne produkowane z krzemu. Na ten moment jednak ich główny problem dotyczy sprawności paneli perowskitowych. Mimo iż dzięki wielu badaniom ich żywotność znacznie się poprawiła, to nadal nie są one w stanie pracować tak długo jak moduły krzemowe. Są one bowiem szczególnie wrażliwe na działanie wilgoci oraz tlenu, dlatego po pewnym czasie tracą swoje właściwości.
Nieustannie prowadzone są jednak badania mają na celu poprawić sprawność ogniw perowskitowych. Ich produkcja na szeroką skalę rozpoczęła się dopiero w 2021 roku, dlatego technologia ta nie jest jeszcze doskonała. Istnieje jednak ogromna nadzieje na to, że za jakiś czas panele fotowoltaiczne perowskitowe staną się powszechnie dostępne.
Panele perowskitowe – gdzie można je zastosować?
Dzięki swojej elastyczności panele perowskitowe dają ogromne możliwości zastosowania ich do różnego rodzaju celów. Są one wyjątkowo cienkie, dlatego są praktycznie niewidoczne. Umieszcza się je na bardzo cienkiej folii, a następnie laminuje. Dzięki temu można zastosować je na różnego rodzaju powierzchniach.
Dzięki temu, że ogniwa perowskitowe są przezroczyste, można bez problemu umieścić je bezpośrednio na szybach pojazdów czy budynków. Doskonale nadają się także do zamontowania na karoseriach pojazdów. Zastosowaniem paneli perowskitowych coraz bardziej zainteresowana jest również branża odzieżowa.
Ogniwa perowskitowe wykorzystywane są również w różnego rodzaju urządzeniach elektronicznych, a także w telefonach komórkowych. Ich uniwersalne zastosowanie sprawia, że traktowane są jako produkt, który może zrewolucjonizować wiele branż.
Cena ogniw perowskitowych – ile trzeba zapłacić za tę nowoczesną technologię?
Perowskitowe ogniwa słoneczne są zdecydowanie tańsze w produkcji niż te, które wytwarzane są z krzemu. Z racji tego, że ich stosowanie nie jest jeszcze powszechne, trudno jest określić jednoznacznie poziom ich cen. Jest to bowiem zupełnie nowa forma pozyskiwania energii z promieni słonecznych. Do ich produkcji wykorzystuje się tusz w specjalnych drukarkach, a samo powstanie ogniwa perowskitowego jest wynikiem chemicznej syntezy. Dzięki temu koszty jego produkcji są zdecydowanie niższe.
Ważne jest także to, że cały proces produkcji paneli perowskitowych jest w pełni przyjazny dla środowiska naturalnego i nie powoduje wytwarzania podczas niego zanieczyszczeń, które mogłyby negatywnie wpłynąć na atmosferę i jakość powietrza. Wszystko to sprawia, że gdy panele te zaczną być powszechnie dostępne w sprzedaży, to ich cena będzie niższa niż modułów krzemowych.
Czy perowskitowe panele solarne są warte uwagi?
Odpowiedź na to pytanie jest bardzo prosta. Ogniwa perowskitowe z pewnością zrewolucjonizują branżę zielonej energii, gdy tylko zostanie poprawiona ich sprawność i żywotność. Na ich korzyść przemawia przede wszystkim niższy koszt produkcji, a co za tym idzie także niższa cena. Dzięki temu korzystanie z odnawialnego źródła energii, jakim jest promieniowanie słoneczne, stanie się ogólnodostępne. Na montaż paneli słonecznych będą mogły pozwolić sobie również osoby, które jeszcze tego nie zrobiły ze względu na wysokie koszty tradycyjnej instalacji fotowoltaicznej.
Ogromną zaletą innowacyjnych paneli perowskitowych jest również to, że są one bardzo cienkie i lekkie. Sprawdzą się więc wszędzie tam, gdzie montaż tradycyjnych modułów nie jest możliwy ze względu na ich wagę. Ogniwa perowskitowe ze względu na swoją doskonałą elastyczność świetnie zdadzą egzamin nawet w trudno dostępnych miejscach, bez względu na kształt ich powierzchni.