Ηλιακά κύτταρα νέας γενιάς: Ανθεκτικότητα & αποδοτικότητα στην πράξη

Ερευνητές δημιούργησαν νέα ανθεκτικά & αποδοτικά κύτταρα περοβσκίτη.
Η υβριδική 2D/3D τεχνολογία προσφέρει μεγαλύτερη απορρόφηση του φωτός.
Τα ηλιακά κύτταρα διατηρούν >95% της απόδοση τους σε ακραίες συνθήκες.
Υπόσχονται >30% απόδοση με χαμηλό κόστος για διάφορες εφαρμογές.

4green Team

Η τεχνολογία παραγωγής ενέργειας από τον ήλιο εισέρχεται σε μια εντελώς καινούργια εποχή, καθώς ερευνητές από το πανεπιστήμιο Cornell και από άλλα διεθνή εργαστήρια παρουσίασαν ηλιακά κύτταρα που συνδυάζουν κορυφαία ενεργειακή απόδοση (25,3%) με πρωτοφανή ανθεκτικότητα σε ακραίες συνθήκες. Το μυστικό της επιτυχίας τους βρίσκεται σε μια νέα υβριδική 2D/3D δομή του περοβσκίτη, η οποία προσφέρει ταυτόχρονα υψηλή ενεργειακή απόδοση και ανθεκτικότητα στη φθορά.
 

Πώς λειτουργεί η νέα τεχνολογία;

Τα νέα κύτταρα βασίζονται στο συνδυασμό μιας τρισδιάστατης (3D) δομής περοβσκίτη, που είναι γνωστή για την αποδοτικότητά της στη συλλογή ηλιακής ενέργειας, και μιας δισδιάστατης (2D) δομής περοβσκίτη, που λειτουργεί ως προστατευτικό στρώμα. Ο συνδυασμός αυτός όχι μόνο αποτρέπει τη φθορά των κυττάρων από την υγρασία και τη θερμότητα, αλλά επιπλέον απορροφά ένα ευρύτερο φάσμα φωτός, αυξάνοντας έτσι την απόδοση τους. Σε δοκιμές αντοχής, τα υβριδικά κύτταρα διατήρησαν πάνω από το 95% της αρχικής τους απόδοσης μετά από 1.200 ώρες έκθεσης σε έντονο φως και σε θερμοκρασία 55°C, ενώ παρέμειναν λειτουργικά για σχεδόν 50 ημέρες υπό ακραίες συνθήκες.

Η σημασία του περοβσκίτη στην εξέλιξη των ηλιακών πάνελ

Η παραδοσιακή τεχνολογία πυριτίου έχει εξαντλήσει πια τα όρια της, φθάνοντας τη μέγιστη θεωρητική απόδοση των περίπου 26-29%. Αντιθέτως, η υβριδική τεχνολογία περοβσκίτη υπόσχεται μελλοντικές αποδόσεις ακόμη και πάνω από 30%, με χαμηλό κόστος παραγωγής και υψηλή ευελιξία στο υλικό, δίνοντας τη δυνατότητα εγκατάστασης του σε καμπύλες ή κινητές επιφάνειες. Η καινοτόμα τεχνολογία αναμένεται να χρησιμοποιηθεί εκτενώς σε στέγες, σε παράθυρα, φορητές συσκευές, αλλά και σε πιο εξειδικευμένες εφαρμογές όπως είναι τα UAVs.

Επόμενα βήματα και προκλήσεις

Παρά την εντυπωσιακή πρόοδο που έχει επιτευχθεί μέχρι στιγμής, οι ερευνητές τονίζουν ότι προκειμένου να αξιοποιηθεί εμπορικά η καινούργια τεχνολογία, χρειάζονται περαιτέρω βελτιώσεις στη διάρκεια ζωής των κυττάρων, καθώς και η ανάπτυξη εκείνων των βιομηχανικών διαδικασιών που απαιτούνται για τη μαζική παραγωγή τους. Ήδη όμως, εταιρείες έχουν προχωρήσει σε πιλοτικές εγκαταστάσεις των καινοτόμων κυττάρων, ενώ η παγκόσμια αγορά δείχνει τεράστιο ενδιαφέρον για τις νέες λύσεις.