Stanford ogłosił przełom w produkcji ogniw fotowoltaicznych z perowskitu. Podano koszt
Naukowcy z uniwersytetu Stanforda poinformowali o opracowaniu robota służącego do seryjnej, ultraszybkiej produkcji perowskitowych, fotowoltaicznych folii. Zwraca uwagę deklarowana przez nich relatywnie wysoka sprawność jak na pełnowymiarowe ogniwa z perowskitu, a także niski koszt produkcji.
Ogniwa perowskitowe można wytwarzać z tanich i szeroko dostępnych surowców, takich jak np. jod, węgiel czy ołów. Tworzone z nich panele są lekkie, giętkie i można je wytwarzać w niskich temperaturach – dużo niższych niż temperatura 1650 stopni Celsjusza niezbędna do przeróbki krzemu stosowanego w tradycyjnych ogniwach.
Rekord sprawności ogniw wykonanych z perowskitów przekracza już 25 proc., został jednak osiągnięty w warunkach laboratoryjnych na bardzo małych próbkach ogniw, liczących około 1 cm2. Wyzwaniem pozostaje osiągnięcie atrakcyjnych sprawności na większych ogniwach i utrzymanie jej w seryjnej produkcji.
Ponadto w sytuacji, gdy tradycyjne ogniwa z krzemu mogą pracować przez 20 czy 30 lat bez znaczącej utraty sprawności, opracowane dotąd ogniwa z perowskitu szybko traciły swoją sprawność pod wpływem wilgoci czy wysokich temperatur.
Postęp w tym zakresie ogłosił teraz amerykański uniwersytet Stanforda, zapewniając, że efekty prac jego naukowców przybliżą komercjalizację ogniw wykonanych z perowskitu, dzięki czemu będą mogły one stać się atrakcyjną alternatywą dla dominujących na rynku tradycyjnych ogniw wykonanych z krzemu krystalicznego.
Stanford podkreśla przy tym wyzwania związane z procesem komercjalizacji ogniw wykonanych z perowskitu, wskazując przede wszystkim na brak stabilności tego rodzaju ogniw. Ta cecha, jak wskazuje Stanford, utrudnia uruchomienie seryjnej produkcji.
– Perowskity są na rozdrożu między komercjalizacją i nonsensem. W pracujące nad nimi startupy zainwestowano miliony dolarów. Jednak jestem przekonany, że jeśli w ciągu najbliższych trzech lat nie dojdzie do przełomu, który wydłuży żywotność ogniw, źródło pieniędzy zacznie wysychać. Dlatego proces produkcji opracowany na Stanfordzie jest tak ekscytujący – komentuje Nick Rolston z zespołu badawczego pracującego nad perowskitami.
Gdzie szukać paneli fotowoltaicznych?
Poniżej przedstawiamy ranking serwisu Oferteo.pl dotyczący 18 343
firm instalujących panele fotowoltaiczne, najlepszych w 2020 roku w
poszczególnych miastach:
W artykule opublikowanym w tym tygodniu w magazynie „Joule” naukowcy ze Stanforda opisali ultraszybki sposób produkcji perowskitowych folii.
Innowacją, która ma to zapewnić, jest zastosowanie plazmy, która umożliwia szybką zamianę płynnego perowskitu w cienkowarstwowe ogniwa PV.
Wykorzystując autorski proces, naukowcy ze Stanforda byli w stanie wytworzyć w ciągu minuty liczącą 12 metrów folię perowskitową. To cztery razy krócej niż produkcja ogniwa krzemowego.
– To osiągnięcie jest krokiem milowym w produkcji perowskitów. Rozwiązuje jedną z największych barier utrudniających seryjną produkcję – zapewnia Reinhold Dauskardt ze Stanford School of Engineering.
Wrażenie robi deklarowany przez naukowców z Kalifornii koszt produkcji tego rodzaju ogniw, który ma wynosić mniej niż 25 centów za ft2 – w porównaniu do kosztu produkcji typowego, krystalicznego ogniwa, wynoszącego około 2,5 dolara/ft2.
Co również bardzo istotne, wytworzone w ten sposób ogniwo perowskitowe posiadało relatywnie wysoką sprawność na poziomie 18 proc. Zespół Stanforda może pochwalić się też pewnymi osiągnięciami jeśli chodzi o niski – jak na perowskity – stopień degradacji. Ogniwa wytworzone na Stanfordzie po pięciu miesiącach od wyprodukowania posiadały sprawność 15,5 proc.
Jak podkreślają eksperci z kalifornijskiej uczelni, mając ma uwadze koszt produkcji energii z krystalicznych modułów wynoszący około 5 centów/kWh, moduły perowskitowe trzeba byłoby umieszczać pod wodoodporną folią, która zachowałaby szczelność przez co najmniej dekadę.
Naukowcy ze Stanforda mają teraz skupić się właśnie na pracach nad rozwiązaniami, które zapewnią odporność takich modułów na wilgoć i na inne czynniki powodujące szybką degradację.
– Jeśli będziemy w stanie wyprodukować perowskitowy moduł, który przetrwa co najmniej 30 lat, zejdziemy z kosztem produkcji energii poniżej 2 centów/kWh. Przy takiej cenie będziemy wykorzystywać perowskity w przemysłowych elektrowniach fotowoltaicznych, liczących na przykład 100 MW – zapewnia Nick Rolston.
Proces produkcji ogniw perowskitowych opracowany na Stanfordzie wygląda tak:
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
