Kova su klimato kaita gali įsibėgėti, bet atrodo, kad žalios energijos silicio saulės elementai pasiekia savo ribas.Šiuo metu tiesiausias būdas konvertuoti yra saulės baterijų naudojimas, tačiau yra ir kitų priežasčių, kodėl jos yra puiki atsinaujinančios energijos viltis.
Pagrindinis jų komponentas, silicis, yra antra pagal gausumą medžiaga Žemėje po deguonies.Kadangi plokštes galima dėti ten, kur reikia energijos – namuose, gamyklose, komerciniuose pastatuose, laivuose, kelių transporto priemonėse – mažiau reikia perduoti energiją kraštovaizdžiui;o masinė gamyba reiškia, kad saulės baterijos dabar yra tokios pigios, kad jų naudojimo ekonomiškumas tampa neginčijamas.
Remiantis Tarptautinės energetikos agentūros 2020 m. energetikos perspektyvų ataskaita, kai kuriose vietose saulės baterijos gamina pigiausią komercinę elektros energiją istorijoje.
Netgi tas tradicinis vabzdys „o kaip tada, kai tamsu ar debesuota?dėl nuolatinės saugojimo technologijos pažangos tampa vis mažiau problemiškas.
Peržengti saulės spindulių ribas
Jei tikitės „bet“, štai jis: bet silicio saulės baterijos pasiekia praktines savo efektyvumo ribas dėl kai kurių gana nepatogių fizikos dėsnių.Komercinių silicio saulės elementų efektyvumas dabar yra tik apie 20 procentų (nors laboratorijose iki 28 procentų. Praktinė jų riba yra 30 procentų, o tai reiškia, kad jie gali tik apie trečdalį Saulės gaunamos energijos paversti elektros energija).
Vis dėlto saulės baterija per savo gyvavimo laiką pagamins daug kartų daugiau energijos be emisijų, nei buvo panaudota ją gaminant.
silicio / perovskito saulės elementas
Perovskitas: atsinaujinančių energijos šaltinių ateitis
Kaip ir silicis, ši kristalinė medžiaga yra fotoaktyvi, o tai reiškia, kad, patekus į ją šviesai, jos struktūroje esantys elektronai pakankamai susijaudina, kad atitrūktų nuo atomų (šis elektronų išlaisvinimas yra visos elektros gamybos, nuo baterijų iki atominių elektrinių, pagrindas). .Atsižvelgiant į tai, kad veikia elektra, konga elektronų linija, kai palaidi elektronai iš silicio ar perovskito nukreipiami į laidą, gaunama elektra.
Perovskitas yra paprastas druskos tirpalų mišinys, kaitinamas iki 100–200 laipsnių, kad būtų nustatytos jo fotoaktyvios savybės.
Kaip ir rašalas, jis gali būti spausdinamas ant paviršių ir yra lankstomas taip, kaip nėra standus silicis.Naudojamas iki 500 kartų mažesnio nei silicio storio, jis taip pat itin lengvas ir gali būti pusiau skaidrus.Tai reiškia, kad jį galima tepti ant visų rūšių paviršių, pavyzdžiui, ant telefonų ir langų.Tačiau tikrasis jaudulys yra susijęs su perovskito energijos gamybos potencialu.
Įveikti didžiausią perovskito iššūkį – gedimą
Pirmieji perovskito prietaisai 2009 m. pavertė tik 3,8 procento saulės šviesos į elektros energiją.Iki 2020 m. efektyvumas buvo 25,5 proc., artimas silicio laboratorijos rekordui – 27,6 proc.Jaučiasi, kad jo efektyvumas netrukus gali siekti 30 proc.
Jei tikitės „bet“ apie perovskitą, tai yra pora.Perovskito kristalinės gardelės komponentas yra švinas.Kiekis yra nedidelis, tačiau galimas švino toksiškumas reiškia, kad į tai reikia atsižvelgti.Tikroji problema yra ta, kad neapsaugotas perovskitas lengvai suyra dėl karščio, drėgmės ir drėgmės, kitaip nei silicio plokštės, kurios paprastai parduodamos su 25 metų garantija.
Silicis geriau susidoroja su mažos energijos šviesos bangomis, o perovskitas gerai veikia su didesnės energijos matoma šviesa.Perovskitą taip pat galima sureguliuoti taip, kad sugertų įvairaus ilgio šviesą – raudoną, žalią, mėlyną.Kruopščiai suderinus silicį ir perovskitą, tai reiškia, kad kiekviena ląstelė daugiau šviesos spektro pavers energija.
Skaičiai įspūdingi: vieno sluoksnio efektyvumas gali siekti 33 procentus;sukrauti du langelius, tai 45 proc.;trys sluoksniai duotų 51 procentą efektyvumo.Tokie skaičiai, jei juos būtų galima realizuoti komerciškai, pakeistų atsinaujinančią energiją.
Paskelbimo laikas: 2021-08-12