Švajcarski istraživači postigli su nešto što je teoretski bilo nemoguće. Naime, oni su stvorili dve solarne ćelije na bazi silicijuma sa efikasnošću većom od 30%, što je oborilo svetski rekord i potencijalno otvorilo put ka budućnosti jeftinije čiste energije.
Solarne ćelije (Foto: D. Türkay / C. Wolff / EPFL / F. Sahli / Q. Jeangros / CSEM)
Podsetimo, solarne ćelije apsorbuju svetlost i pretvaraju je u električnu energiju. One su osnova većine tehnologija solarne energije, a oko 95% njih je napravljeno od silicijuma jer ga ima u izobilju, dugotrajan je i relativno jeftin.
Većina silicijumskih solarnih ćelija koje se danas prodaju ima oko 22% efikasnosti, što znači da pretvaraju 22% solarne energije koja dopre do njih u električnu energiju. Nemamo previše prostora za poboljšanje silicijumskih solarnih ćelija, jer one imaju teorijsku granicu efikasnosti od oko 29%.
Ako bismo mogli da povećamo efikasnost solarnih ćelija bez dramatičnog povećanja troškova proizvodnje, mogli bismo da generišemo istu količinu električne energije sa manje solarnih panela, štedeći na prostoru i snižavajući cenu solarne energije.
Solarne ćelije su prešle granicu od 30% - jedna je čak dostigla 47% u laboratoriji - ali one su napravljene od materijala koji su nepraktični za široku upotrebu.
"Materijali i procesi koji se koriste za njihovu izradu su preskupi za održavanje energetske tranzicije", rekao je Christophe Ballif, šef EPFL’s Photovoltaics Laboratory i CSEM’s Sustainable Energy Center. "Ovi uređaji su hiljadu puta skuplji od silicijumskih solarnih ćelija."
Istraživači EPFL-a i CSEM-a su se udružili i probili teorijsku granicu efikasnosti silicijuma sa dve različite solarne ćelije, dostižući efikasnost od 30,93% sa jednom i 31,25% sa drugom.
Obe su "tandem solarne ćelije", što znači da kombinuju dva različita materijala u jednoj ćeliji - u ovom slučaju, silicijum i mineral perovskit. Za 30,93% efikasnu ćeliju, perovskit je postavljen na glatku površinu silicijuma. Za drugu ćeliju, površina silicijuma je bila teksturirana.
Ključ uspeha tima bio je razvoj novih tehnika obrade i deponovanja materijala. Jednom izgrađen, silicijumski deo ćelije je apsorbovao infracrvenu svetlost niže energije, dok je sloj perovskita apsorbovao i konvertovao vidljivu svetlost veće energije.
"Naši rezultati su prvi koji pokazuju da se barijera od 30% može prevazići korišćenjem niskobudžetnih materijala i procesa, što bi trebalo da otvori nove perspektive za budućnost", rekao je Balif.
Solarne ćelije od perovskita na silikonu su male, svaka ima samo 1cm2, tako da će biti potrebno više istraživanja kako bi se osiguralo da mogu da generišu električnu energiju jednako efikasno kada se povećaju.
Ako rezultati istraživanja budu dobri, ćelije bi mogle da podstaknu usvajanje tehnologije solarne energije širom sveta ubrzavajući tranziciju u budućnost koju pokreće isključivo čista energija.
