blog-zdj
Blog
Powrót 070731-F-8831R-001

Panele fotowoltaiczne przyszłości. Jakie technologie zmienią instalacje fotowoltaiczne?

17 Października 2018

Jakie będą instalacje fotowoltaiczne w przyszłości? Które technologie – opracowywane już dzisiaj – będą wykorzystywane w panelach słonecznych produkowanych za 10 lat? W Twojej Energii chcemy trzymać rękę na pulsie i być na bieżąco, dlatego przygotowaliśmy przegląd kilku nowych, eksperymentalnych technologii solarnych.

Szacuje się, że żywotność paneli fotowoltaicznych wynosi minimum 25 lat. Ale co później? Jakie nowe technologie – rozwijane już dzisiaj na uniwersytetach – sprawią, że instalacje fotowoltaiczne będą bardziej wydajne?

Mikropanele – na razie zbyt drogie

Konwersja pełnego spektrum światła słonecznego nadal jest wyzwaniem dla inżynierów. Naukowcy z Uniwersytetu w Waszyngtonie starali się osiągnąć większą wydajność konstruując panele fotowoltaiczne przy pomocy mikrozwierciadeł zbierających światło słoneczne o powierzchni ok. 1 mm2. Tego typu mikropanele miałyby składać się z kilku warstw materiałów, a każdy z nich odpowiadałby za przechwytywanie fal światła określonej długości. Pewne warstwy panely miałyby być tworzone na bazie antymonku galu, który jest stosowany np. w laserach podczerwieni i fotodetektorach. Niektóre warstwy miałyby być do tego tworzone bardzo precyzyjna metodą druku transferowego. Łącząc te wszystkie rozwiązania możnaby osiągnąć wydajność na poziomie nawet 44,5 proc. Problem polega na tym, że koszt produkcji tego rodzaju ogniw pozostaje na razie zbyt wysoki, żeby opłacał się w masowej produkcji.

Dwuwarstwowe ogniwa słoneczne z perowskitu

Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles opracowali wydajne, cienkowarstwowe ogniwa słoneczne. Jest dwuwarstwowe i wytwarza więcej energii niż standardowe panele fotowoltaiczne. Tego typu moduł produkuje się przez natryskiwanie perowskitu, czyli minerału bardzo skutecznego w wychwytywaniu światła słonecznego. Dolną warstwę ogniwa wykonuje się ze związku miedzi, indu, galu i selenu. Ogniwo przetwarza 22,4 proc. energii słonecznej – czyli jest rekordowo wydajne.

Warto przypomnieć, że pionierami tej technologii są Polacy, a konkretnie polska fizyczka Olga Malinkiewicz. Kilka lat temu opracowała metodę niskotemperaturowej technologii wytwarzania elastycznych ogniw fotowoltaicznych na bazie perowskitów. Wynalazek w komercjalizuje jej firma Saule.

Panele fotowoltaiczne w innym kształcie? Większa wydajność

Naukowcy z Wielkiej Brytanii odkryli zjawisko tzw. efekty fleksofotowoltaicznego. Polega ono na tym, że deformując kryształy półprzewodnika, można tworzyć z nich ogniwa fotowoltaiczne. Na Wydziale Fizyki Uniwersytetu w Warwick odkryto, że deformowanie określonych półprzewodników sprawia, że wzrasta wydajność zjawiska fotowoltaicznego. Naukowcy użyli do tego mikroskopijnych krzemowych kolcy, normalnie wykorzystywanych jako elementy skanujące w mikroskopach. Wykorzystali też tytanek strontu, tlenek tytanu i krzem. Okazało się, że deformując te materiały, można je zastosować do konstrukcji paneli PV.

Rozszczepienie singletowe

Na Uniwersytecie w Erlangen w Niemczech naukowcy wykorzystali specjalny proces chemiczny, który może zwiększyć wydajność instalacji fotowoltaicznych. To tzw. rozszczepienie singletowe, które może pozwolić osiągnąć wydajność konwersji energii na poziomie 50 proc. Zjawisko zostało odkryte ponad 50 lat temu, a od 10 lat naukowcy zastanawiali się jak zastosować go do zwiększenia wydajności ogniw fotowoltaicznych. Badacze z Uniwersytetu w Erlangen zaproponowali model z wykorzystaniem pentacenowego dimera.