Boj proti klimatickým zmenám môže naberať tempo, ale zdá sa, že kremíkové solárne články zelenej energie dosahujú svoje hranice.Najpriamejším spôsobom, ako uskutočniť konverziu práve teraz, sú solárne panely, ale existujú aj iné dôvody, prečo sú veľkou nádejou obnoviteľnej energie.
Ich kľúčová zložka, kremík, je po kyslíku druhou najrozšírenejšou látkou na Zemi.Keďže panely možno umiestniť tam, kde je potrebné napájanie – v domácnostiach, továrňach, komerčných budovách, lodiach, cestných vozidlách – je menej potrebné prenášať energiu cez krajinu;a masová výroba znamená, že solárne panely sú teraz také lacné, že hospodárnosť ich používania sa stáva nepopierateľná.
Podľa správy Medzinárodnej energetickej agentúry o energetickom výhľade do roku 2020 solárne panely v niektorých lokalitách vyrábajú najlacnejšiu komerčnú elektrinu v histórii.
Dokonca aj ten tradičný medvedík "čo keď je tma alebo zamračené?"sa stáva menej problematickým vďaka transformačným pokrokom v technológii skladovania.
Pohyb za hranicami slnečnej energie
Ak očakávate „ale“, tu je: kremíkové solárne panely však dosahujú praktické hranice svojej účinnosti kvôli niektorým dosť nepohodlným fyzikálnym zákonom.Komerčné kremíkové solárne články sú teraz účinné len okolo 20 percent (hoci až 28 percent v laboratórnych prostrediach. Ich praktický limit je 30 percent, čo znamená, že dokážu premeniť len asi tretinu energie prijatej Slnkom na elektrinu).
Napriek tomu solárny panel počas svojej životnosti vyrobí mnohonásobne viac energie bez emisií, ako bolo použité pri jeho výrobe.
kremíkový/perovskitový solárny článok
Perovskit: budúcnosť obnoviteľných zdrojov
Podobne ako kremík je táto kryštalická látka fotoaktívna, čo znamená, že keď na ňu zasiahne svetlo, elektróny v jej štruktúre sa dostatočne vzrušia, aby sa odtrhli od svojich atómov (toto uvoľnenie elektrónov je základom celej výroby elektriny, od batérií až po jadrové elektrárne) .Vzhľadom na to, že funguje elektrina, konga elektrónová línia, keď sú uvoľnené elektróny z kremíka alebo perovskitu smerované do drôtu, výsledkom je elektrina.
Perovskit je jednoduchá zmes soľných roztokov, ktorá sa zahrieva na 100 až 200 stupňov, aby sa stanovili jej fotoaktívne vlastnosti.
Rovnako ako atrament sa dá vytlačiť na povrchy a dá sa ohýbať tak, ako tuhý kremík nie je.Používa sa v hrúbke až 500-krát menšej ako kremík, je tiež superľahký a môže byť polopriehľadný.To znamená, že ho možno použiť na všetky druhy povrchov, ako sú telefóny a okná.Skutočné vzrušenie je však okolo potenciálu výroby energie perovskitu.
Prekonanie najväčšej výzvy perovskitu – zhoršovanie stavu
Prvé perovskitové zariadenia v roku 2009 premenili len 3,8 percenta slnečného žiarenia na elektrinu.Do roku 2020 bola účinnosť 25,5 percenta, čo je blízko rekordu kremíkového laboratória 27,6 percenta.Existuje pocit, že jeho účinnosť by mohla čoskoro dosiahnuť 30 percent.
Ak očakávate „ale“ o perovskitoch, je ich pár.Zložkou kryštalickej mriežky perovskitu je olovo.Množstvo je malé, ale potenciálna toxicita olova znamená, že je potrebné zvážiť.Skutočným problémom je, že nechránený perovskit sa ľahko rozkladá pôsobením tepla, vlhkosti a vlhkosti, na rozdiel od kremíkových panelov, ktoré sa bežne predávajú s 25-ročnou zárukou.
Kremík si lepšie poradí s nízkoenergetickými svetelnými vlnami a perovskit funguje dobre s viditeľným svetlom s vyššou energiou.Perovskit je tiež možné vyladiť tak, aby absorboval rôzne vlnové dĺžky svetla – červené, zelené, modré.Pri starostlivom zarovnaní kremíka a perovskitu to znamená, že každá bunka premení väčšiu časť svetelného spektra na energiu.
Čísla sú pôsobivé: jedna vrstva by mohla byť efektívna 33 percent;stohovať dve bunky, je to 45 percent;tri vrstvy by poskytli 51 percentnú účinnosť.Takéto čísla, ak sa dajú komerčne realizovať, by spôsobili revolúciu v oblasti obnoviteľnej energie.
Čas odoslania: 12. augusta 2021