6.6.2020
Perovskit: Přijdou na trh superlevné solární panely?
Současná technologie výroby fotovoltaických panelů je založena zejména na křemíku nebo na kombinaci křemíku a dalších materiálů. Nicméně, křemíkové solární články mají své výkonnostní, technologické i ekonomické limity.
Proto se vědci neustále poohlížejí po jiných materiálech, které budou pro solární energetiku vhodnější a levnější. Jedním ze zajímavých kandidátů v tomto směru je perovskit, což je zároveň v přírodě se vyskytující minerál.
Co je to perovskit?
Perovskit představuje sloučeniniu oxidu titaničito-vápenatý v krystalické formě. Perovskit známe jako lidstvo již více než 170 let, ale teprve v poslední době se daří technologicky využívat jeho polovodivých vlastností. Přitom kvalita solárních článků z perovskitu se však rychle zvyšuje – v roce 2009 se jejich účinnost konverze pohybovala jen kolem 4%.
Účinnost až 25%
Výzkumníci firmy Oxford Photovoltaics společně s dalšími firmami již vyrobili funkční solární články z perovskitu, které dosahují účinnosti konverze solární energie kolem 15%. Předpokládá se, že v blízké době již budou k dispozici perovskitové články s účinností 25%.
Pokud jde tedy o účinnost solárních článků, situace je mezi křemíkem a perovskitem již dnes vyrovnána. Použití perovskitu však solární články výrazně zlevňuje – jejich tloušťka totiž může být výrazně menší než u křemíku. Oproti zhruba 200 mikrometrům v případě křemíkových solárních článků mohou být srovnatelné články vyrobené z perovskitu tenké pouze jeden mikrometr.
Nechutně laciný materiál
Známý solární inovátor Michael Grätzel (autor solárního napájení iPadu) označil perovskit jako až nechutně laciný materiál, který by mohla úspěšně fungovat v solárních článcích a spojit zdánlivě neslučitelné – nízkou pořizovací cenu a vysokou účinnost energetické přeměny slunečního světla na elektřinu.
Zatímco křemíkový solární panel potřebuje vrstvu 180 mikrometrů tohoto drahého materiálu, perovskitu stačí vrstvička pod jeden mikrometr. Perovskitový solární článek tak může být vyroben jako pigmentová vrstva na tabuli skla nebo kovové fólii, která se nanáší – spolu s dalšími vrstvami, umožňujícími pohyb elektronů – spíše jako průmyslový nátěr nebo napařování.
Kdy přijdou nové panely na trh?
Na trhu zatím tyto panely nejsou, přestože vývoj nabral zběsilé tempo. Nicméně, Oxford Photovoltaics získala kapitál 4,4 milionu dolarů na komerční vývoj těchto panel a intenzívně pracuje na zdokonalení této technologie.
Za další úvahu stojí zkusit pouhé vylepšení silikonových panelů perovskitem. Perovskitová vrstva by zvyšovala jejich účinnost a snižovala cenu za instalovaný watt špičkového výkonu. Tento částečný průnik do křemíkového trhu by mohl být snazší než pokus zavést zcela nové články.
Kolik to bude stát? A co to přinese?
Záměrem společnosti Oxford Photovoltaics je srazit cenu panelu na cca 10 centů za instalovaný watt. Konkurenční silikonové panely, které šly také s cenami hodně dolů, jsou nyní k dostání v cenách od 60 do 75 centů za watt.
Zkusme si jednoduš spočítat, co by tato technologie způsobila v našich zeměpisných šířkách. V České republice je k dispozici asi 1000 slunečních hodin ročně, takže z jednoho instalovaného wattu vytěžíme zhruba jednu kilowatthodinu elektřiny. Bez levné solární energie bychom jinak museli koupit se vším všudy včetně DPH za pět korun.
Uvažujme dále, že jeden instalovaný watt by stál zhruba dvě koruny včetně instalace. Zkusme počítat s celkovou životností instalace na střeše dvacet let. Každý si pak snadno spočítá, zda-li by bylo zajímavé takovou instalaci provozovat bez podpory….
Zdroj: Solarninovinky.cz