Celulele solare siliciu calciu titan minereu vor schimba complet eficiența de generare a energiei
Celulele solare siliciu calciu titan minereu vor schimba complet eficiența de generare a energieiși
Celulele solare tradiționale bazate pe compuși semiconductori de siliciu au o eficiență maximă teoretică de 29% în transformarea luminii solare în energie electrică. Cu toate acestea, prin îmbinarea celui de-al doilea strat de perovskit cu stratul de bază de siliciu, celulele solare pot depăși acest prag de eficiență în viitorul apropiat.
Perovskitul este un fel de compus cu aceeași structură cristalină ca mineralul oxid de calciu titan. Acest material extrem de flexibil poate fi utilizat pentru diverse aplicații, inclusiv mașini cu ultrasunete, cipuri de stocare și celule solare pentru generarea de energie. Cercetări recente arată că perovskitul poate fi a"armă secretă"pentru a promova eficiența producției de energie a industriei de celule solare la un nou nivel.
Tehnologia actuală a celulelor solare se apropie rapid de cel mai înalt nivel de eficiență, dar încă nu atinge nivelul necesar pentru energia solară ca factor de atenuare important în abordarea încălzirii globale. Oamenii de știință au afirmat că eficiența trebuie să depășească 30%, iar rata de instalare a noilor panouri solare trebuie să fie de zece ori mai mare decât nivelul actual de adoptare.
Prin adăugarea unui strat suplimentar de oxid de calciu și titan (ambele cu proprietăți semiconductoare) pe un substrat de siliciu, energia captată din lumina soarelui poate fi îmbunătățită. Stratul de siliciu captează electronii în lumină roșie, în timp ce stratul de calciu titan captează lumina albastră. Îmbunătățirea capacității de absorbție a energiei va duce la o scădere a prețului total al energiei solare, accelerând astfel implementarea și adoptarea panourilor solare.
Oamenii de știință au petrecut câțiva ani dezvoltând o tehnologie eficientă a celulelor solare siliciu, calciu, titan, iar anul 2023 pare să marcheze o piatră de hotar importantă în acest domeniu. Progresele recente ale cercetării au îmbunătățit cu succes eficiența bateriilor din seria de siliciu perovskit la peste 30%. Ritmul progresului este atât de rapid încât această tehnologie își va prezenta în curând funcționalitatea îmbunătățită în produsele comerciale.
Stefaan De Wolf, profesor de știință și inginerie a materialelor la Universitatea de Știință și Tehnologie King Abdullah din Arabia Saudită, consideră că în 2023, domeniul tehnologiei celulelor solare va aduce progrese semnificative. Echipa lui De Wolf a atins un nivel de eficiență de 33,7% în celulele solare cu perovskit de siliciu, dar detaliile lor de lucru trebuie încă publicate în reviste științifice.Un alt grup de cercetare condus de Steve Albrecht de la Centrul Helmholtz Berlin pentru Materiale și Energie din Germania a publicat recent un studiu privind o baterie perovskită de siliciu conectată în serie care poate atinge o eficiență de conversie a puterii de până la 32,5%. Al treilea grup condus de Xin Yu Chin de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne din Lausanne, Elveția, a demonstrat că eficiența bateriei de serie ajunge la 31,25%, cu"potențialul de eficiență ridicată și costuri de producție reduse".
De Wolf a declarat că depășirea pragului de energie de 30% va spori încrederea oamenilor că"poate fi adusă pe piață generarea de energie fotovoltaică de înaltă performanță, cu costuri reduse". Până în 2022, capacitatea de generare a energiei solare va ajunge la 1,2 terawați (TW) și trebuie să crească la cel puțin 75 TW până în 2050 pentru a atenua cea mai catastrofală situație cauzată de încălzirea globală și de emisiile de gaze cu efect de seră.