Japonští vědci vylepšili stabilitu perovskitových solárních panelů

Japonští vědci z Institutu vědy a techniky Okinawa oznámili, že se jim podařilo vyrobit speciální materiál, který může v budoucnosti zvýšit stabilitu perovskitových solárních článků tím, že všechny organické složky v perovskitovém materiálu nahradili anorganickými. Ty na rozdíl od organických dokáží čelit i vysokým teplotám.Náhrada za drahý křemík?Vědci na celém světě již několik let usilují o plnohodnotnou náhradu křemíku, jenž je základem dnešních solárních článků. Jedním z nadějných materiálů je přitom perovoski. Díky jeho velice nízké výrobní ceně materiálu by tak v budoucnosti mohla zlevnit solární energie a dále se rozšířit její použití po celém světě.Další 1 fotografie Křemík dokáže výborně absorbovat dopadající světlo, a proto je v současnosti hlavní složkou komerčně dostupných solárních článků. Jde ale o poměrně drahou komoditu. Vědci z Institutu vědy a techniky v Okinawě se proto rozhodli najít vhodnou alternativu, která by dokázala křemík nahradit pomocí perovskitů.Během výzkumu japonští vědci vyvinuli alternativní materiál s perovskitovou strukturou, který je výrazně levnější a má přitom velice podobné vlastnosti jako křemík. Perovskity jsou materiály, které mají stejnou krystalickou strukturu jako minerál perovskit, čili oxid titaničito-vápenatý (CaTiO3). Pro budoucí rozvoj, snižování ceny a zvyšování účinnosti solárních článků jsou solární články z tohoto materiálu daleko perspektivnější než ty současné křemíkové. Jen toho zatím v běžných podmínkách moc nevydržely.Nový nadějný materiál Možnosti použití perovskitových materiálů v solárních článcích byly zatím omezené. Zásadním problémem až do této doby ale byla jejich nestabilita. Například nevydrží dlouhodobě čelit vysokým teplotám a na vzduchu se jejich vlastnosti rychle zhoršují.Teď by se to mohlo zásadně změnit. Výzkumníci z Institutu vědy a techniky Okinawa problémy se stabilitou z části vyřešili tím, že všechny organické složky v perovskitovém materiálu nahradili anorganickými. Ty na rozdíl od organických dokáží čelit i vysokým teplotám.Navíc vědci materiál obohatili o mangan, čímž pozměnili jeho krystalovou strukturu, a zvýšili tak jeho schopnost absorbovat světlo. Žádný z dosud vyvinutých anorganických perovskitových solárních článků totiž nedokázal sluneční záření zužitkovat stejně dobře jako organický. Na komerční výrobu si ještě počkámePerovskity by mohly znamenat průlom ve výrobě levné energie z obnovitelných zdrojů. Jejich výhodou by totiž měla být také nízká cena daná snadnější výrobou. Výroba klasických křemíkových solárních panelů je náročná, protože vyžaduje výrobní teplotu přes tisíc stupňů a vakuově uzavřené prostředí. Oproti tomu perovskitové panely je možné vyrobit pomocí jednodušších mokrých chemických postupů v klasickém laboratorním prostředí.Panely využívající perovskit zatím nejsou na trhu k dostání. Nejblíže k výrobě je společnost Oxfor PV, která letos v Německu zprovoznila první výrobní linku, ale zatím jen k výrobě prototypů a jako demonstrační zařízení pro případné zákazníky. Články určené přímo pro zákazníky se na ní vyrábět nebudou.Také japonští vědci upozorňují, že jejich nová technologii výroby perovskitových článků s vyšší stabilitou je zatím ve fázi dalšího vývoje. Pro případně komerční využití musí absolvovat velké množství nejrůznějších testů a úprav.Na perovskitové technologie sází i společnost Saule Technologies ze sousedního Polska. V první fázi by se řada z nich chtěla soustředit na produkty pro zvláštní použití, především průhledné články do oken. Polská firma, která prodala výhradní licenci firmě Skanska, která už dokonce provedla pilotní projekt na fasádě kancelářské budovy ve Varšavě. Saule Technologies hodlá do konce roku spustit podobnou prototypovou linku, jakou má Oxford PV v Německu a v roce 2021 by údajně už první panely na trhu. Neznámou otázkou je však možnost velkovýroby těchto článku v takovém množství, aby se mohly stát konkurenceschopné článkům z krystalického křemíku.