Nowoczesne panele fotowoltaiczne - perowskity

Na rynek wkraczają panele fotowoltaiczne w zupełnie nowej technologii produkcji. Nietypowe moduły wykorzystują alternatywę dla krzemu - kryształy perowskitu. Niezwykle cienkie panele absorbujące światło dzięki właściwościom kryształów generują elektryczność podobnie jak zwykłe panele, wyróżniają się jednak wielokrotnie mniejszą grubością płytki. Dodatkowym atutem jest ich całkowicie polskie pochodzenie - prace nad tym materiałem od wielu lat prowadzi Dr Olga Malinkiewicz, która stała się również ostatnio właścicielką własnej fabryki perowskitów - pierwszej na świecie tego typu. Czy panele wykorzystujące perowskity są naprawdę aż tak przełomowe?

Co to jest perowskit?

Perowskit jest minerałem występującym naturalnie w przyrodzie. Charakteryzuje się niezwykłą zdolnością do pochłaniania światła - sprawdza się w tej roli o wiele lepiej od krzemu czy też arsenku galu. W swojej czystej formie nie jest jednak zdolny do przewodzenia elektryczności. Konieczne staje się stworzenie swego rodzaju hybrydy - w połączeniu z innymi pierwiastkami, perowskit zyskuje nowe właściwości - między innymi możliwość przesyłania prądu. Dopiero po laboratoryjnej interwencji kryształy nadają się do wykorzystania w panelach fotowoltaicznych.

Dzięki swoim zdolnościom do pochłaniania światła, perowskit umożliwia wykorzystanie aż trzykrotnie mniejszej ilości materiału w celu wyprodukowania jednego modułu solarnego. Ich sprawność osiąga poziom od 18 do 22%, czyli zdecydowanie lepiej od niskiej jakości krzemu. Przewagę daje im jednak mniejsza ilość zużytych kryształów, co pozwoli producentom na zauważalną oszczędność.

Panele perowskitowe

W przeciwieństwie do klasycznych paneli fotowoltaicznych, ogniwa nie muszą być zamknięte w sztywnych, metalowych ramach. Perowskity można montować na elastycznych foliach dzięki technologii drukowania atramentowego, co pozwala na umieszczenie ich w trudno dostępnych miejscach. Panele perowskitowe wyróżniają się także częściową przeźroczystością i lekkością. Z tego powodu mogą okazać się przyszłością fotowoltaiki BIPV - zintegrowanej w struktury budynku. Swoje zastosowanie mogą w ten sposób znaleźć nie tylko w rozwiązaniach indywidualnych, ale też w przemyśle zbrojeniowym czy w innych wymagających warunkach. Amibtne plany zakładają nawet wykorzystanie warstwy perowskitowej w projektowaniu ubrań, które ładowałyby elektroniczne urządzenia.

Produkcja paneli wykorzystujących nowatorską technologię jest o wiele tańsza w porównaniu do klasycznych rozwiązań. Ma na to wpływ nie tylko mniejsza ilość wykorzystywanego materiału, ale również wysoka wydajność pozwalająca osiągać większe uzyski na mniejszej powierzchni (porównując ze standardowymi panelami ze średniej półki).

Historia perowskitu w fotowoltaice

Po raz pierwszy minerał odkryto w roku 1838 na terenach obecnej Rosji. Badania nad wykorzystaniem kryształów w fotowoltaice prowadzono od 2009 roku, gdy Japoński zespół pod przewodnictwem Tsutomu Miyazakiego zaczął pracę nad łączeniem perowskitu z innymi minerałami. Osiągnięta sprawność nie była jednak zadowalająca. Przełomem okazały się dopiero badania dr Olgi Malinkiewicz, która usprawniła procesy produkcyjne i opracowała metodę nakładania kryształów w formie płynnej na dowolnej powierzchni. Efektywna grubość warstwy minerału wynosi 300nm.

Za opracowaną metodę produkcji Olga Malinkiewicz otrzymała prestiżową nagrodę Photonics21. Postęp jaki osiągnęła przybliża wizję powszechnie dostępnych cienkowarstwowych paneli perowskitowych. Doktor stała się współzałożycielką firmy Saule Technologies, która uruchomiła we Wrocławiu pierwszą linię produkcyjną tego typu paneli. Głównym założeniem jest na ten moment wykorzystywanie ich w urządzeniach elektronicznych, a następnie stopniowe zwiększanie udziału w rynku i produkowanie wielkoformatowych ogniw fotowoltaicznych. Na ten moment wydajność paneli osiąga około 10%, ale nie jest to pełnia ich możliwości. Zakład cieszy się sporym zainteresowaniem i już na ten moment nie jest w stanie pokryć zapotrzebowania na swoje produkty. Z tego powodu planuje budowę kolejnych fabryk, również za granicą.

Aktualna cena za metr kwadratowy fotowoltaiki perowskitowej wynosi 50 euro. Koszt może jednak ulegać zmianie w zależności od tego, na jaką powierzchnię ma zostać nałożona.

Chcesz zainwestować w fotowoltaikę, ale nie wiesz z jakim kosztami się to wiąże?
Wypełnij darmowy formularz i porównaj oferty sprawdzonych instalatorów w swoim województwie!

Przyszłość paneli perowskitowych

Badania nad materiałem prowadzone są już od wielu lat, nie tylko przez polskie laboratoria, ale również za granicą. Główną wadą rozwiązania jest mniejsza stabilność minerału w porównaniu do krzemu. Wiele firm niechętnie podchodzi na razie do nowych technologii, które mogą okazać się wadliwe. Rozwój branży paneli perowskitowych uzależniony jest więc od czasu i zaufania do proponowanego rozwiązania. Komercyjne panele dopiero zaczynają wchodzić na rynek fotowoltaiki.

Istnieją jednak spółki, które mocno wierzą w sprzedawaną przez perowskit wizję. Japoński inwestor Hideo Sawada wspiera finansowo rozwój firmy Saule Techonologies. Swój udział ma także Columbus Energy, który jest zainteresowany oferowanymi rozwiązaniami. Ogromny popyt na fotowoltaikę sprawia, że coraz tańsze i elastyczniejsze technologie stają się o wiele bardziej pożądane. Technologia druku atramentowego umożliwia wykonanie instalacji na każdej możliwej powierzchni, również użytkowej.

Jak można wykorzystać perowskit?

Fotowoltaika perowskitowa przechodzi wiele wymagających testów. Celem Saule Technologies jest stworzenie technologii, którą będzie można umieścić na dowolnej powierzchni. Do tej pory wykorzystuje się jednak zadrukowaną folię, dopiero w przyszłości przejdzie się do bezpośredniej integracji. Panele sprawdzają się także w oknach - takie rozwiązanie może sprawić, że każda szyba budynku będzie generowała energię elektryczną. Perowskit można nakleić na na kadłub statku, karoserię pojazdów i wiele więcej. Możliwości wydają się być nieograniczone.

Pierwszym sukcesem firmy było podpisanie umowy ze spółką Skanska. Firma zakupiła licencję na rozwój technologii Saule na wielu światowych rynkach. Oferowane przez polskie przedsiębiorstwo rozwiązanie wydaje się być przyszłością fotowoltaiki BIPV ze względu na swoją wytrzymałość i wodoodporność. Aktualnie takie panele znajdują się już w biurowcu Spark, przyczyniając się do generowania przez budynek elektryczności na swoje własne zasilanie.

Perowskit dla prosumentów

Na ten moment wykorzystanie paneli perowskitowych nie jest jeszcze dostępne dla wszystkich zainteresowanych inwestorów. Musi minąć jeszcze sporo czasu, zanim panele perowskitowe będą możliwe do zakupu przez indywidualnych prosumentów. Jeżeli panele trafią już do komercyjnej produkcji, będą oferować swoim użytkownikom niespotykaną do tej pory elastyczność i wydajność. Panele mogą stać się także naprawdę tanie - wszystko zależy od dalszego rozwoju rynku. Wykorzystując perowskity fotowoltaika stanie się jeszcze bardziej dostępna.

Wyceń fotowoltaikę