Perovskitne celice: nova obljuba fotovoltaike
Perovskitne sončne celice so v zadnjih letih postale eno najbolj razburljivih področij raziskav v fotovoltaiki. Ime so dobile po mineralu perovskit, njihova ključna prednost pa je enostavna in poceni izdelava ob hkratno zelo visokih laboratorijskih izkoristkih. V idealnih pogojih so že dosegli več kot 25 ostotno učinkovitost, kar jih postavlja ob bok najboljšim silicijevim celicam. Poleg tega omogočajo izdelavo na prožnih podlagah, z nizko temperaturno obdelavo in uporabo v lahkih, celo prozornih modulih. ANU raziskuje stabilnost, trajnost in komercialni potencial teh celic. Ena glavnih ovir ostaja občutljivost perovskitov na vlago in UV-svetlobo, kar omejuje njihovo dolgoživost. Prav zato potekajo intenzivne raziskave zaščitnih slojev in inkapsulacijskih tehnik, ki bi perovskitne tehnologije naredile bolj odporne za uporabo na prostem.
Tandem celice: združevanje najboljših svetov
Še večji potencial imajo tandem sončne celice – tehnologija, ki kombinira perovskitno celico s konvencionalno silicijevo celico v večplastno strukturo. Takšna postavitev omogoča boljši izkoristek sončnega spektra: perovskit absorbira kratkovalovno (modro) svetlobo, spodnja silicijeva plast pa dolgovalovno (rdečo). Tako se preseže teoretična meja učinkovitosti, ki omejuje posamezne materiale. Eksperimentalno so tandem celice že presegale 30 odstotno učinkovitost, kar pomeni velik korak naprej v primerjavi s klasičnimi silicijevimi paneli, ki dosegajo največ okoli 22 odstotno učinkovitost.
Avstralski predavatelj kmalu v Sloveniji
Marco Ernst je priznani raziskovalec in predavatelj s področja fotovoltaike z Avstralske nacionalne univerze (ANU). Slovenskim interesentom bo v sredo 14. maja na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, predstavil širok spekter raziskav, ki jih vodi ANU Photovoltaics Group – od osnovne znanosti o materialih do sistemskih aplikacij sončnih modulov. Predstavitev bo obravnavala najnovejši napredek pri visoko učinkovitih silicijevih celicah in tehnologijah pasivnih kontaktov, kot je TOPCon, pa tudi inovacije v materialni karakterizaciji in upravljanju napak v siliciju. Med drugim bo predstavil tudi novo generacijo fotovoltaike – perovskitne in tandem sončne celice – ki v svetu raziskav obljubljajo višje izkoristke in nižje stroške proizvodnje sončne energije.
Od laboratorija do realnega sveta
Poleg raziskav samih celic Ernstovo delo obsega tudi obsežne simulacije in analize na ravni modulov in celotnih fotonapetostnih sistemov. Pri ANU izvajajo napredne metode ray-tracing simulacij, s katerimi natančno modelirajo, koliko energije bo določen sistem proizvedel glede na postavitev, orientacijo in lokalne vremenske razmere. Poleg tega razvijajo algoritme za napovedovanje proizvodnje in degradacije v realnih pogojih na prostem – kar je ključnega pomena za dolgoročno zanesljivost fotovoltaičnih rešitev. Raziskovalna skupina sodeluje tudi pri razvoju agrovoltaičnih sistemov, kjer se sončna energija kombinira z uporabo zemljišč za kmetijsko pridelavo – koncept, ki je vse bolj zanimiv tudi v evropskem prostoru.
Predavanje Marca Ernsta bo tako priložnost za vse, ki jih zanima prihodnost sončne energije, da iz prve roke slišijo, kako se prepletajo materiali, tehnologije in sistemi v sodobni fotovoltaiki. Poseben poudarek bo na praktičnih izzivih pri prehodu iz laboratorija na strehe, polja in fasade prihodnosti.