Vijek trajanja kalcij-titanijevih solarnih ćelija produljen na 30 godina

Istraživači sa Sveučilišta Princeton razvili su prve komercijalno održive solarne ćelije od kalcijevog titanita, označavajući važnu prekretnicu za novu tehnologiju obnovljive energije, navodi se u najnovijem izdanju časopisa Science. Tim očekuje da će njihov uređaj raditi oko 30 godina na više od industrijskog standarda, znatno iznad 20-godišnjeg životnog praga za solarne ćelije.

Ne samo da je uređaj izdržljiv, već i zadovoljava zajedničke standarde energetske učinkovitosti. Prvi je te vrste koji se u performansama može mjeriti s ćelijama na bazi silicija.

Perovskiti su poluvodiči s posebnom kristalnom strukturom koji su idealni za korištenje u tehnologiji solarnih ćelija. Mogu se izraditi na sobnoj temperaturi i troše puno manje energije od silicija, što ih čini jeftinijima i održivijima za proizvodnju.

Rane perovskitne solarne ćelije (PSC) pojavile su se između 2009. i 2012. i trajale su samo nekoliko minuta. Rekordna 2017. bila je godina rada baterije pod kontinuiranim osvjetljenjem na sobnoj temperaturi, dok je novi uređaj mogao raditi u uvjetima sličnim laboratorijskim pet godina. Dizajn koji postavlja rekorde naglašava dugotrajni potencijal PSC-a, posebice kao način da se tehnologija solarnih ćelija pomakne izvan granica silicija, rekli su istraživači.

Ovaj put, istraživači su slojevito nanijeli različite materijale kako bi optimizirali apsorpciju svjetlosti dok su štitili najosjetljivija područja od izlaganja. Razvili su ultratanki "dvodimenzionalni zaštitni sloj" između dva ključna sastojka: apsorbirajućeg perovskitnog sloja i nabijenog sloja od bakrenih soli i drugih tvari. Cilj je spriječiti da perovskitni poluvodiči izgore unutar nekoliko tjedana ili mjeseci.

Istraživači su također permutirali dizajne desetke puta, mijenjajući sitne detalje u geometriji i broju slojeva preklapanja, te eksperimentirajući s desecima kombinacija materijala. Eksperimentalni rezultati pokazuju da novi uređaj može postići više od 80 posto vršne učinkovitosti pod uvjetom prosječne temperature od oko 35 stupnjeva i neprekidnog osvjetljenja tijekom najmanje 5 godina.

Dugoročno gledano, perovskiti se mogu proizvoditi na sobnoj temperaturi, kažu istraživači, a njihova proizvodnja izbjegava sagorijevanje velikih količina fosilnih goriva. No, razvoj novih tehnologija ne znači da će PSC u velikoj mjeri zamijeniti silikonske uređaje, već će nadopuniti starije tehnologije, čineći solarne panele jeftinijim, učinkovitijim i dugotrajnijim te proširujući solarnu energiju u moderni život. Više novih područja.