Panele

Perowskity i panele słoneczne - ceny, opinie, porady | Ogniwa perowskitowe tańsze i wydajniejsze?

Autor Janusz Kamiński
Janusz Kamiński17.10.20238 min.
 Perowskity i panele słoneczne - ceny, opinie, porady | Ogniwa perowskitowe tańsze i wydajniejsze?
banner

Energia słoneczna odgrywa coraz większą rolę w transformacji sektora energetycznego w kierunku odnawialnych źródeł energii. Jednak tradycyjne panele słoneczne wykorzystujące krzem mają pewne ograniczenia, takie jak wysokie koszty produkcji czy spadająca wydajność przy słabszym nasłonecznieniu. Dlatego naukowcy poszukują nowych, tańszych i bardziej wydajnych materiałów do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań są perowskity - nowy rodzaj półprzewodników, które w przyszłości mogą zrewolucjonizować rynek paneli słonecznych.

Czy perowskity zrewolucjonizują panele słoneczne?

Perowskity to grupa materiałów krystalicznych o unikalnej strukturze, które charakteryzują się wysoką absorbancją światła słonecznego i mobilnością nośników ładunku. Dzięki temu ogniwa perowskitowe osiągają znacznie wyższą sprawność konwersji energii słonecznej na elektryczną w porównaniu do krzemowych - nawet 25% w warunkach laboratoryjnych. Co więcej, perowskity można nanosić na elastyczne podłoża, dzięki czemu ogniwa stają się lekkie, giętkie i cienkie.

Wielu ekspertów uważa, że wkrótce perowskity całkowicie zrewolucjonizują rynek fotowoltaiki i pozwolą na produkcję tanich, wydajnych oraz wszechstronnie stosowalnych paneli słonecznych. Jeśli badania nad trwałością tych ogniw zakończą się sukcesem, perowskity mogą w perspektywie kilku lat wyprzeć dominujący obecnie krzem, zapewniając dostęp do taniej, zielonej energii na masową skalę.

Jak działają panele z perowskitami i jakie mają zalety?

Podstawą działania paneli perowskitowych jest zjawisko fotowoltaiczne, czyli bezpośrednia konwersja światła słonecznego na energię elektryczną. Pod wpływem promieni słonecznych w perowskitach wytwarzają się swobodne nośniki ładunku, które mogą zostać wykorzystane do wytworzenia prądu. Ogniwa perowskitowe wchodzą w skład paneli słonecznych, zapewniając ich wysoką sprawność.

Główne zalety paneli z perowskitami to:

  • Wysoka sprawność sięgająca 25%
  • Prosta i niedroga technologia wytwarzania
  • Możliwość nanoszenia na różne podłoża, w tym elastyczne
  • Niska masa w przeliczeniu na kW mocy
  • Możliwość produkcji przezroczystych ogniw
  • Większa wydajność przy słabszym oświetleniu w porównaniu do krzemu

Dzięki temu panele perowskitowe mogą zrewolucjonizować rynek fotowoltaiki i spowodować prawdziwy przełom w dostępie do taniej, czystej energii słonecznej.

Czy ogniwa perowskitowe są tańsze od tradycyjnych paneli solarnych?

Obecnie ogniwa perowskitowe nie są jeszcze produkowane na skalę komercyjną, więc trudno dokładnie określić ich cenę. Jednak według szacunków naukowców panele perowskitowe mają potencjał, aby być znacznie tańsze od tradycyjnych paneli krzemowych.

Wynika to z prostszej i mniej kosztochłonnej technologii wytwarzania. Podczas gdy produkcja krzemowych ogniw fotowoltaicznych wymaga wysokich temperatur i próżni, perowskity można otrzymywać z roztworów w niskich temperaturach. Ponadto do ich wytworzenia potrzeba znacznie mniej materiałów i energii.

Szacuje się, że po optymalizacji procesów produkcyjnych, koszt 1 Watu mocy z ogniw perowskitowych może być nawet 4-5 razy niższy niż w przypadku tradycyjnych paneli krzemowych. Oznaczałoby to prawdziwą rewolucję cenową na rynku fotowoltaiki.

Jaka jest żywotność i sprawność paneli perowskitowych?

 Perowskity i panele słoneczne - ceny, opinie, porady | Ogniwa perowskitowe tańsze i wydajniejsze?

Żywotność i sprawność paneli perowskitowych to obecnie dwa główne wyzwania stojące przed naukowcami. Pierwsze ogniwa perowskitowe wykazywały w tych aspektach istotne ograniczenia.

Jednak dzięki intensywnym badaniom udało się już znacząco poprawić trwałość perowskitów, np. poprzez modyfikacje ich składu chemicznego czy zastosowanie warstw ochronnych. Obecnie osiągają one żywotność na poziomie kilku-kilkunastu lat, choć wciąż krótszą niż w przypadku krzemu.

Jeśli chodzi o sprawność, to panele perowskitowe osiągają w warunkach laboratoryjnych rekordowy poziom ponad 25%. Jest to znacznie więcej niż 15-22% dla komercyjnych paneli krzemowych. Wyzwaniem jest utrzymanie wysokiej sprawności w produkcji na masową skalę.

Jaki jest przewidywany spadek cen paneli solarnych z perowskitami?

Większość ekspertów przewiduje, że po wprowadzeniu na rynek, cena paneli solarnych z perowskitami będzie systematycznie spadać wraz ze skalowaniem produkcji i optymalizacją procesów technologicznych.

Niektórzy prognozują, że już w ciągu 5 lat od komercjalizacji koszt 1 Wp mocy z ogniw perowskitowych spadnie o ok. 50% w porównaniu do pierwszych produktów. W perspektywie 10 lat spadek ten może sięgnąć nawet 75%, dzięki czemu panele perowskitowe staną się najtańszą opcją dla energetyki słonecznej.

Niektórzy optymiści uważają, że dzięki postępom w badaniach i skali produkcji, już za kilka lat możliwe będzie osiągnięcie kosztu 1 Wp na poziomie 10-20 centów. Byłaby to prawdziwa rewolucja cenowa na globalnym rynku fotowoltaiki.

Na jakim etapie jest komercjalizacja tanich paneli perowskitowych?

Obecnie trwają zaawansowane prace badawczo-rozwojowe nad ogniwami perowskitowymi na całym świecie. Kilka startupów i firm już zapowiedziało pilotażową produkcję paneli perowskitowych, jednak na razie są to bardzo małe ilości, przeznaczone głównie do zastosowań demonstracyjnych.

Najwięksi gracze, tacy jak Saule Technologies czy Oxford PV planują uruchomienie linii produkcyjnych o znaczącej mocy w ciągu 2-3 lat. Natomiast szacuje się, że pełna komercjalizacja tanich paneli perowskitowych może nastąpić w perspektywie 5-10 lat, gdy opanowana zostanie technologia masowej produkcji.

Kluczowe znaczenie będzie miało zapewnienie wysokiej trwałości i sprawności ogniw perowskitowych na etapie wdrożenia komercyjnego. Jeśli to się powiedzie, perowskity naprawdę mogą zrewolucjonizować rynek fotowoltaiki.

Jakie firmy pracują nad panelem perowskitowym i kiedy może pojawić się na rynku?

Nad rozwojem technologii paneli perowskitowych pracuje obecnie wiele firm i startupów na całym świecie, m.in.:

  • Saule Technologies (Polska) - planuje produkcję elastycznych, drukowanych paneli już od 2023 r.
  • Oxford PV (Wielka Brytania) - w 2020 r. otworzyła pierwszą linię pilotażową
  • Swift Solar (USA) - opracowała metodę nanoszenia perowskitów natryskowo
  • Energy Materials (Australia) - pracuje nad ogniwami tandemowymi łączącymi perowskity z krzemem
  • Greatcell Solar (Australia) - zademonstrowała już 21% sprawność paneli perowskitowych

Eksperci przewidują, że pierwsze komercyjne panele perowskitowe powinny trafić na rynek w ciągu 3-5 lat. Początkowo będą stosunkowo drogie, jednak w perspektywie kolejnych kilku lat może nastąpić ich gwałtowny spadek kosztów wraz ze wzrostem produkcji.

Gdzie oprócz paneli słonecznych mogą być wykorzystane perowskity?

Perowskity, oprócz zastosowań w fotowoltaice, mają również inne obiecujące zastosowania, m.in.:

  • Ogniwa słoneczne do okien - przezroczyste panele perowskitowe
  • Diody emitujące światło - bardzo wydajne i energooszczędne
  • Lasery - perowskity umożliwiają konstrukcję taniych diod laserowych
  • Fotodetektory - czujniki promieniowania na bazie perowskitów
  • Tranzystory - perowskity to materiał z potencjałem dla elektroniki
  • Katalizatory - np. do produkcji "zielonego" wodoru

Trwają również prace nad integracją ogniw perowskitowych z elastyczną elektroniką, co może umożliwić produkcję giętkich paneli słonecznych nowej generacji. Perowskity mają zatem szansę zrewolucjonizować nie tylko fotowoltaikę, ale cały przemysł optoelektroniczny.

Podsumowanie

Perowskity to nowy, obiecujący materiał do zastosowań fotowoltaicznych, który w niedalekiej przyszłości może całkowicie zrewolucjonizować rynek paneli słonecznych. Ogniwa perowskitowe charakteryzują się prostą technologią wytwarzania, wysoką sprawnością, niską masą i elastycznością. Mają potencjał, by być znacznie tańsze od tradycyjnych paneli krzemowych. Obecnie trwają intensywne prace nad poprawą stabilności i trwałości perowskitów, a pierwsze komercyjne produkty powinny pojawić się na rynku w ciągu kilku lat. Jeśli badania zakończą się sukcesem, tanie, lekkie i wydajne panele perowskitowe mogą wkrótce zdominować rynek fotowoltaiki, przyczyniając się do szerokiej adopcji odnawialnych źródeł energii.

banner

Najczęstsze pytania

Głównymi wadami paneli perowskitowych są na razie stosunkowo niska trwałość i wrażliwość na wilgoć w porównaniu do tradycyjnych ogniw krzemowych. Jednak dzięki modyfikacjom chemicznym i zabezpieczeniom problem ten jest stopniowo rozwiązywany.

Montaż paneli perowskitowych nie różni się zasadniczo od montażu tradycyjnych paneli fotowoltaicznych. Jednak jako że jest to na razie nowa technologia, zaleca się zatrudnienie do tego celu wykwalifikowanego instalatora.

Obecnie perowskity do celów badawczych i demonstracyjnych produkowane są głównie w laboratoriach na całym świecie. Docelowo zakłady produkcyjne powstaną tam, gdzie będzie to najbardziej opłacalne ze względu na koszty i dostęp do surowców.

Tak, prowadzone są badania nad ogniwami tandemowymi, łączącymi perowskity z krzemowymi ogniwami fotowoltaicznymi. Pozwala to osiągnąć jeszcze wyższą sprawność przetwarzania energii słonecznej.

Obecnie szacuje się żywotność paneli perowskitowych na około 10-15 lat. Jednak wraz z udoskonalaniem technologii, można oczekiwać wydłużenia tego okresu do 20-30 lat, czyli porównywalnie z tradycyjnymi panelami krzemowymi.

Oceń artykuł

rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 5.00 Liczba głosów: 1

5 Podobnych Artykułów:

  1. Podłączenie pieca gazowego - montaż i podłączenie kotła gazowego
  2. Pompa ciepła odwierty - najlepsze rozwiązanie do budowy ogrzewania
  3. Atakujące ceny fotowoltaiki w 2024! Panele od 19zł/Wp? Sprawdź!
  4. Rewolucyjne wykorzystanie niedopałków na Litwie - czy Polacy podążą za tendencją?
  5. Jak poprawnie chłodzić za pomocą pompy ciepła? Odkryj najlepsze rozwiązania!
Autor Janusz Kamiński
Janusz Kamiński

Jako doświadczony budowniczy i doradca w zakresie efektywności energetycznej domów, koncentruję się na łączeniu nowoczesnych technologii, takich jak pompy ciepła, oraz fotowoltaika, z tradycyjnymi metodami budowy. Ukończyłem Budownictwo na Politechnice Krakowskiej i rozszerzyłem swoją wiedzę o zarządzanie projektami budowlanymi. Jako członek Polskiego Stowarzyszenia Budownictwa Ekologicznego, regularnie publikuję artykuły w branżowych czasopismach. Moje praktyczne podejście do budowy przyniosło mi zaufanie klientów, którzy cenią moje skuteczne i ekonomiczne rozwiązania.

Udostępnij post

Napisz komentarz

Polecane artykuły