Соларният център за научноизследователска дейност в Оксфорд (Oxford PV ) е на път да осъществи революция в производството на соларни панели, съобщава Евронюз. Десетки слънчеви клетки се раздават на учените в началото на деня, които се заемат да експериментират: променят състава им, тестват ги под напрежение в климатични камери и приближават микроскопи, за да отделят добрите клетки от лошите.
Тяхната тайна съставка е перовскит – кристална структура, която повишава ефективността на слънчевите панели, когато се наслагват върху традиционните силициеви клетки.
В момента Oxford PV, който еволюира от изследователски проект на Оксфордския университет и има фабрика близо до Берлин, е водещ в производството на слънчеви клетки, наслагайки перовскит върху силиций. Центърът се възползва от предимствата на това, че е пионер в технологията с перовскит, с широки права върху интелектуалната собственост и вече със сключена сделка с американска компания за комунални услуги.
Перовскит върху силиций: следващият голям слънчев пробив
Никой не се нуждае от убеждаване, че бъдещето на зелените технологии включва много слънчева енергия. Освен че са по-добри за климата и енергийната сигурност, слънцето и вятърът сега са най-евтините начини за добавяне на производство на електроенергия в почти всяка страна.
Но традиционните силициеви слънчеви клетки се сблъскват с ограничението си за ефективност от около 26% слънчева светлина, преобразувана в електрическа енергия.
„Намираме се в поредната турбуленция в нашата индустрия, независимо дали става въпрос за Европа поради китайската конкуренция или за САЩ поради провала на някои от новите тънкослойни фотоволтаични компании“, казва главният изпълнителен директор на Oxford PV Дейвид Уорд.
През последното десетилетие имаше малко фактори, които да оспорят титулярната позиция на силиция – най-често минималното време, необходимо на нова технологична иновация да пробие.
През 2020 г. Oxford PV обяви, че ефективността за клетка перовскит върху силиций стартира от 29,5%. Според Уорд оттогава се забелязва значително нарастване в новата ниша.
Какво точно представлява перовскитът и как действа?
Перовскитът се отнася до органичен минерал, открит в Русия през 1800 г., който е кръстен на минералога Лев Перовски. Той също така описва кристалната структура на минерала, която може да съдържа различни атоми.
„Перовскитът на Oxford PV се произвежда от машини (което го поддържа евтин) и е полупроводников материал, подходящ за събиране на слънчева светлина“, обяснява заместник-главният технологичен директор Ед Кросланд.
В обикновен слънчев панел силициевите слитъци се нарязват на много тънки вафли и се разстилат, за да покрият възможно най-широката площ. След това се добавят метални контакти, които активират силициевия материал. Общо около 60 клетки са поставени заедно, за да образуват панела.
За тандемните клетки перовскитът е покрит отгоре като още по-тънък слой (около 1 микрон до 150 микрона на пластина), което ефективно създава две клетки в една. Перовскитът е невидим с просто око, но абсорбира по-висок енергиен спектър от слънцето, отколкото силицият може да поеме.
„Произвеждайки повече мощност на панел, „перовскит върху силиций“ е следващата технологична идея, която издига слънчевата енергия над това, което силицият може да направи сам“, казва Кросланд.
Според него силицият има теоретична граница на ефективност от 29%, докато тандемната клетка може да достигне 43%.
За какво могат да се използват тандемните панели?
Спектър от клиенти са заявили интереса си към перовскитни слънчеви панели – от собственици на жилища до големи компании за комунални услуги.
През септември 2024 г. Oxford PV изпрати своите панели на неразкрита компания за комунални услуги в САЩ, в първото в света търговско внедряване на перовскитни тандемни соларни технологии. Панелите се монтират в ъгъла на ново слънчево поле и се наблюдават, за да може бизнесът в САЩ да сравни ползите от него.
Освен основното производство за слънчеви панели, фабриката на Oxford PV в Бранденбург може да произвежда и клетки за по-специализирани приложения като авиацията.
„Слънчевите панели позволяват на UAV (безпилотни летателни апарати), които се използват за 5G, военно наблюдение и сателитно картографиране, да работят като едно голямо летящо крило“, обяснява Уорд.
С крилата, ограничени по тегло и размер, мощността, която тези нови слънчеви клетки могат да осигурят, е абсолютно стратегическа.
Панелите от перовскит върху силиций могат да позволят на UAV да останат на повърхността за по-дълго време или да летят на по-северна ширина, където слънцето е по-слабо.
