Rewolucja w fotowoltaice na horyzoncie. Czy będziemy masowo wymieniać panele na dachach?
O nowoczesnych panelach z nanokryształów dyskutowano od kilku lat, ale dopiero niedawno grupa naukowców opracowała przełomową technologię, która przybliżyła nas do wprowadzenia takiego rozwiązania do powszechnego użytku. Czy wiesz, jak wyglądają ogniwa nanokryształowe i dlaczego największe podmioty z branży OZE dążą do udoskonalenia wspomnianej technologii?
Z tego artykułu dowiesz się:
Naukowcy odkryli sposób na wzmocnienie paneli z nanonkryształów
Branża OZE znajduje się w fazie dynamicznego wzrostu. Nieprzerwany rozwój przynosi coraz lepsze rozwiązania technologiczne w różnych gałęziach, do których zalicza się między innymi fotowoltaika. Nowe ogniwa słoneczne stają się coraz wydajniejsze i bezpieczniejsze. Jednym z ciekawszych rozwiązań, o którym mówi się od dłuższego czasu, są panele nanokryształowe. Dotychczas ich wykorzystywanie na szeroką skalę było niemożliwe ze względu na małą odporność na uszkodzenia, a co za tym idzie – niską wydajność. Pod koniec 2024 roku naukowcy z Instytutu Nauk Fotonicznych w Katalonii opracowali innowacyjną technikę, która może usprawnić przepływ elektronów wewnątrz instalacji.
Pomysł hiszpańskiego zespołu badawczego znacząco zwiększa wydajność nanokryształowych ogniw słonecznych oraz minimalizuje uszkodzenia na powierzchni paneli. Postdepozycyjna pasywacja sprawia, że ekologiczne ogniwa słoneczne mogą stać się produktem konkurującym z tradycyjnymi panelami fotowoltaicznymi – to obiecujący krok w kierunku zrównoważonej energii. Zespół naukowców stworzył ultracienkie ogniwa słoneczne składające się z koloidalnych nanokryształów siarczku srebra i bizmutu. Po raz pierwszy udało się ustabilizować kryształy oraz osadzić je w roztworze. Nowa metoda zwiększa konwersję mocy do 10%, a współczynnik wypełnienia sięga 72%.
Czy nowa technologia będzie konkurować z tradycyjnymi ogniwami słonecznymi?
Udoskonalenie paneli fotowoltaicznych z nanokryształów jest uważane za przełomowe odkrycie, które w przyszłości może odgrywać ważną rolę w procesie pozyskiwania energii elektrycznej przy pomocy słońca. Dzięki wysokiej konwersji mocy naukowcy zyskali potwierdzenie, że ekologiczna technologia solarna może z powodzeniem konkurować z tradycyjnymi ogniwami słonecznymi. Być może w najbliższych latach branża fotowoltaiczna przejdzie transformację, ponieważ potrzeba eksploatowania czystych źródeł energii i materiałów minimalizujących wpływ na środowisko jest bardzo duża. Więcej o przyszłości fotowoltaiki przeczytasz w tym artykule.
Przełomowa technologia postdepozycyjnej pasywacji opracowana przez katalońskich naukowców to dopiero początek badań prowadzących do szeroko zakrojonej produkcji paneli fotowoltaicznych z nanokryształów. Sukces strategii otwiera nowe możliwości dla rozwoju tej niszy, jednak wciąż potrzeba pracy, aby inne materiały nanokryształowe mogły osiągnąć podobną wydajność. Ultracienkie ogniwa słoneczne wejdą na rynek najwcześniej za kilka lat, ale jeśli taka technologia rzeczywiście zostanie udoskonalona, to istnieje duże prawdopodobieństwo, że ekologiczne panele zastąpią powszechnie wykorzystywane, starsze ogniwa.
Tradycyjne panele czy ich odpowiednik z nanokryształów – co jest lepsze?
Nowoczesne panele nanokryształowe będą wydajniejsze i bezpieczniejsze niż ich tradycyjne odpowiedniki. Kluczową rolę w kwestii ich popularności może odgrywać fakt, że nowe rozwiązanie jest uważane za zdecydowanie bardziej ekologiczne. Ultracienkie tworzywo podlega recyklingowi i wykazuje bardzo wysoką odporność na niekorzystne zjawiska atmosferyczne. Tradycyjne panele fotowoltaiczne na bazie krzemu nie są neutralne dla środowiska.
Coraz głośniej mówi się o problemie utylizacji starych ogniw słonecznych – w 2040 roku na całym świecie trzeba będzie zagospodarować aż 27 milionów ton zużytych paneli. Co prawda powoli powstają pierwsze punkty recyklingu paneli fotowoltaicznych, ale substancje takie jak krzem, metal, plastik i szkło nie zawsze podlegają całkowitemu przetworzeniu. Pozostałości po fotowoltaice mogą wykazywać toksyczny wpływ na środowisko – dzisiaj trudno stwierdzić, czy w najbliższych latach uda rozwiązać się problem utylizacji zużytych paneli, ponieważ recykling takich urządzeń to dziedzina, która dopiero się rozwija.
Innowacyjne panele nanokryształowe z pewnością będą bardziej wydajne, ale jest jeszcze za wcześnie, by określić cenę ultracienkich ogniw. Takie rozwiązanie będzie konkurencyjne tylko wtedy, gdy naukowcom uda się maksymalnie ograniczyć koszt produkcji paneli. Jeżeli konsumenci stwierdzą, że ogniwa z nanokryształów są dobrą inwestycją, to ten innowacyjny sprzęt może zawojować rynek.