Cīņa pret klimata pārmaiņām varētu pieaugt, taču šķiet, ka zaļās enerģijas silīcija saules baterijas sasniedz savas robežas.Šobrīd vistiešākais veids, kā veikt pārveidošanu, ir saules paneļi, taču ir arī citi iemesli, kāpēc tie ir atjaunojamās enerģijas lielā cerība.
To galvenā sastāvdaļa silīcijs ir otrā visbiežāk sastopamā viela uz Zemes pēc skābekļa.Tā kā paneļus var novietot tur, kur ir nepieciešama jauda — mājās, rūpnīcās, komerciālās ēkās, kuģos, autotransporta līdzekļos —, ir mazāka nepieciešamība pārvadīt enerģiju pa ainavām;un masveida ražošana nozīmē, ka saules paneļi tagad ir tik lēti, ka to izmantošanas ekonomija kļūst neapstrīdama.
Saskaņā ar Starptautiskās Enerģētikas aģentūras 2020. gada enerģijas perspektīvu ziņojumu, saules paneļi dažās vietās ražo lētāko komerciālo elektroenerģiju vēsturē.
Pat tas tradicionālais blakšu lācis "kā ar to, kad ir tumšs vai apmācies?"kļūst mazāk problemātiska, pateicoties uzglabāšanas tehnoloģiju pārveidojošajiem sasniegumiem.
Virzoties ārpus saules robežām
Ja jūs sagaidāt “bet”, šeit tas ir: bet silīcija saules paneļi sasniedz savas efektivitātes praktiskās robežas dažu diezgan neērtu fizikas likumu dēļ.Komerciālo silīcija saules bateriju efektivitāte tagad ir tikai aptuveni 20 procenti (lai gan laboratorijas vidē līdz pat 28 procentiem. To praktiskā robeža ir 30 procenti, kas nozīmē, ka tās var pārvērst tikai aptuveni trešdaļu Saules saņemtās enerģijas elektrībā).
Tomēr saules panelis savā dzīves laikā saražos daudzkārt vairāk enerģijas bez emisijām, nekā tika izmantots tā ražošanā.
silīcija/perovskīta saules baterija
Perovskīts: atjaunojamo energoresursu nākotne
Tāpat kā silīcijs, arī šī kristāliskā viela ir fotoaktīva, kas nozīmē, ka, saskaroties ar gaismu, elektroni tās struktūrā kļūst pietiekami satraukti, lai atrautos no atomiem (šī elektronu atbrīvošanās ir visas elektroenerģijas ražošanas pamatā, sākot no baterijām un beidzot ar atomelektrostacijām). .Ņemot vērā to, ka darbojas elektrība, konga elektronu līnija, kad silīcija vai perovskīta vaļējie elektroni tiek novirzīti vadā, rodas elektrība.
Perovskīts ir vienkāršs sāls šķīdumu maisījums, kas tiek uzkarsēts līdz 100–200 grādiem, lai noteiktu tā fotoaktīvās īpašības.
Tāpat kā tinti, to var drukāt uz virsmām, un tā ir saliekama tā, kā nav cietais silīcijs.Lietojot līdz pat 500 reižu mazāku biezumu nekā silīciju, tas ir arī īpaši viegls un var būt daļēji caurspīdīgs.Tas nozīmē, ka to var uzklāt uz visu veidu virsmām, piemēram, tālruņiem un logiem.Tomēr patiesais satraukums ir saistīts ar perovskīta enerģijas ražošanas potenciālu.
Pārvarēt perovskīta lielāko izaicinājumu – bojāšanos
Pirmās perovskīta ierīces 2009. gadā pārveidoja tikai 3,8 procentus saules gaismas elektrībā.Līdz 2020. gadam efektivitāte bija 25,5 procenti, kas ir tuvu silīcija laboratorijas rekordam - 27,6 procenti.Ir sajūta, ka tā efektivitāte drīz varētu sasniegt 30 procentus.
Ja jūs gaidāt "bet" par perovskītu, tad ir pāris.Perovskīta kristāliskā režģa sastāvdaļa ir svins.Daudzums ir niecīgs, taču svina iespējamā toksicitāte nozīmē, ka tas ir jāņem vērā.Patiesā problēma ir tā, ka neaizsargāts perovskīts viegli sadalās karstuma, mitruma un mitruma ietekmē, atšķirībā no silīcija paneļiem, kurus parasti pārdod ar 25 gadu garantiju.
Silīcijs labāk tiek galā ar zemas enerģijas gaismas viļņiem, un perovskīts labi darbojas ar augstākas enerģijas redzamo gaismu.Perovskītu var arī noregulēt tā, lai tas absorbētu dažādus gaismas viļņu garumus - sarkanu, zaļu, zilu.Rūpīgi izlīdzinot silīciju un perovskītu, tas nozīmē, ka katra šūna vairāk gaismas spektra pārvērtīs enerģijā.
Skaitļi ir iespaidīgi: viena slāņa efektivitāte varētu būt 33 procenti;sakrauj divas šūnas, tas ir 45 procenti;trīs slāņi dotu 51 procentu efektivitāti.Šāda veida skaitļi, ja tos var realizēt komerciāli, mainītu atjaunojamo enerģiju.
Publicēšanas laiks: 12. augusts 2021