Czy panelem słonecznym może być dowolny przedmiot?
„Krótka odpowiedź brzmi: tak”, twierdzi Ahmad. „Praktycznie każda powierzchnia może zostać pokryta półprzewodnikami i służyć do zbierania energii świetlnej. Mogą to być gazety, tkaniny, a także ściany budynków czy dachy samochodów”. Do stworzenia panelu słonecznego potrzeba dwóch rzeczy: powierzchni przewodzącej i materiałów zbierających światło. Podstawowym materiałem stosowanym w większości ogniw fotowoltaicznych jest krzem. Technologia ta jest rozwijana od lat 50. ubiegłego wieku, a od tego czasu ogniwa krzemowe stały się znacznie sprawniejsze i tańsze. Są one jednak nieelastyczne oraz wymagają stosowania krzemu o wysokiej czystości i obróbki w wysokiej temperaturze, co sprawia, że pokrycie nimi wielu obiektów jest trudne. Kolejna generacja ogniw fotowoltaicznych powinna bazować na rodzinie materiałów kryształowych zwanych perowskitami. Są to maleńkie kryształki, które można umieścić w elastycznym materiale, dzięki czemu panelem słonecznym może stać się – teoretycznie – dowolny przedmiot. Jak mówi Ahmad, działają już dwie lub trzy firmy wytwarzające perowskity za pomocą druku atramentowego. Ogniwa perowskitowe mogą czerpać energię także ze sztucznego światła, choć przy niższej sprawności, i pochłaniają światło w szerokim zakresie widma. Naukowcy liczą, że gdy ogniwa te osiągnąć sprawność porównywalną z krzemowymi pozyskiwanie energii słonecznej stanie się jeszcze bardziej powszechne i będzie możliwe nie tylko przy pomocy dużych paneli słonecznych. Krzemowe ogniwa fotowoltaiczne mają grubość 200-300 mikrometrów, natomiast do osiągnięcia podobnej sprawności ogniwom perowskitowym wystarczy grubość zaledwie pół mikrometra. W ramach finansowanego przez UE projektu SMILIES, finansowanego przez program działań „Maria Skłodowska-Curie”, Ahmad ze współpracownikami poprawili sprawność ogniw perowskitowych przy pomocy materiału podkładowego przypominającego grafen. Z kolei w ramach finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu MOLEMAT zespół Ahmada pracuje nad całym łańcuchem wartości perowskitów, od materiałów po urządzenia. Jak przekonuje Ahmad, ogniwa perowskitowe są bardzo potrzebne, gdyż aby zaspokoić przyszłe zapotrzebowanie na energię, świat będzie potrzebował 1000 razy więcej energii fotowoltaicznej, niż obecnie dostarczają panele krzemowe. Pojawienie się na rynku tych poręcznych, elastycznych ogniw sprawi, że energia słoneczna będzie gromadzona wszędzie wokół nas – być może nawet z gazety, którą czytamy, lub ubrania, które mamy na sobie. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o badaniach Shahzady Ahmada: Bringing perovskite solar cells closer to commercialisation.
Słowa kluczowe
SMILIES, słoneczne, krzem, perowskity, PV, panele, pochłanianie, światło, zbieranie