Taistelu ilmastonmuutosta vastaan saattaa olla kiihtymässä, mutta näyttää siltä, että vihreän energian piiaurinkokennot saavuttavat rajansa.Suorin tapa tehdä muutos tällä hetkellä on aurinkopaneeleilla, mutta on muitakin syitä, miksi ne ovat uusiutuvan energian suuri toivo.
Niiden avainkomponentti, pii, on hapen jälkeen maan toiseksi yleisin aine.Koska paneelit voidaan sijoittaa sinne, missä sähköä tarvitaan – koteihin, tehtaisiin, kaupallisiin rakennuksiin, laivoille, maantieajoneuvoihin – on vähemmän tarvetta siirtää virtaa maisemien läpi.ja massatuotannon ansiosta aurinkopaneelit ovat nyt niin halpoja, että niiden käytön taloudesta on tulossa kiistaton.
Kansainvälisen energiajärjestön vuoden 2020 energianäkymäraportin mukaan aurinkopaneelit tuottavat joissakin paikoissa historian halvinta kaupallista sähköä.
Jopa se perinteinen bug-karhu "entä kun on pimeää tai pilvistä?"on yhä vähemmän ongelmallista tallennustekniikan muuttuvan kehityksen ansiosta.
Auringon rajojen yli
Jos odotat "mutta", tässä se on: mutta pii-aurinkopaneelit ovat saavuttamassa tehokkuutensa käytännön rajoja joidenkin melko epämiellyttävien fysiikan lakien vuoksi.Kaupalliset piiaurinkokennot ovat nyt vain noin 20 prosenttia tehokkaita (tosin jopa 28 prosenttia laboratorioympäristöissä. Niiden käytännön raja on 30 prosenttia, mikä tarkoittaa, että ne pystyvät muuttamaan vain noin kolmanneksen Auringon vastaanottamasta energiasta sähköksi).
Silti aurinkopaneeli tuottaa elinaikanaan monta kertaa enemmän päästötöntä energiaa kuin mitä sen valmistuksessa käytettiin.
pii/perovskiitti aurinkokenno
Perovskite: uusiutuvien energialähteiden tulevaisuus
Piin tavoin tämä kiteinen aine on fotoaktiivinen, mikä tarkoittaa, että kun siihen osuu valo, sen rakenteessa olevat elektronit kiihtyvät tarpeeksi irtautuakseen atomeistaan (tämä elektronien vapautuminen on kaiken sähköntuotannon perusta akuista ydinvoimaloihin) .Kun otetaan huomioon, että sähkö on voimassa, elektronien kongalinja, kun piistä tai perovskiitista peräisin olevat irtonaiset elektronit kanavoidaan lankaan, tuloksena on sähkö.
Perovskiitti on yksinkertainen suolaliuosten seos, joka kuumennetaan 100-200 asteeseen sen fotoaktiivisten ominaisuuksien vahvistamiseksi.
Musteen tapaan se voidaan painaa pinnoille, ja se on taivutettavissa tavalla, jota jäykkä pii ei ole.Koska sitä käytetään jopa 500 kertaa pienempänä kuin piitä, se on myös erittäin kevyt ja voi olla puoliläpinäkyvä.Tämä tarkoittaa, että sitä voidaan levittää kaikenlaisille pinnoille, kuten puhelimiin ja ikkunoihin.Todellinen jännitys liittyy kuitenkin perovskiitin energiantuotantopotentiaaliin.
Perovskiitin suurimman haasteen – pilaantumisen – voittaminen
Ensimmäiset perovskiittilaitteet vuonna 2009 muuttivat vain 3,8 prosenttia auringonvalosta sähköksi.Vuoteen 2020 mennessä tehokkuus oli 25,5 prosenttia, lähellä piin laboratorioennätystä, 27,6 prosenttia.On tunne, että sen tehokkuus voi pian saavuttaa 30 prosenttia.
Jos odotat perovskiitista "mutta", no, niitä on pari.Perovskiitin kiteisen hilan komponentti on lyijy.Määrä on pieni, mutta lyijyn mahdollinen myrkyllisyys tarkoittaa, että se on huomioitava.Todellinen ongelma on, että suojaamaton perovskiitti hajoaa helposti lämmön, kosteuden ja kosteuden vaikutuksesta, toisin kuin silikonipaneelit, joita myydään rutiininomaisesti 25 vuoden takuulla.
Pii käsittelee paremmin matalaenergisiä valoaaltoja, ja perovskiitti toimii hyvin korkean energian näkyvän valon kanssa.Perovskiitti voidaan myös virittää absorboimaan eri aallonpituuksia - punaista, vihreää, sinistä.Piin ja perovskiitin huolellisella kohdistamisella tämä tarkoittaa, että jokainen kenno muuttaa enemmän valospektristä energiaksi.
Luvut ovat vaikuttavia: yksi kerros voi olla 33 prosenttia tehokas;pino kaksi solua, se on 45 prosenttia;kolme kerrosta antaisi 51 prosentin tehokkuuden.Tällaiset luvut, jos ne voidaan toteuttaa kaupallisesti, mullistavat uusiutuvan energian.
Postitusaika: 12.8.2021