U poslednje dve decenije, solarna tehnologija doživela je značajan napredak, dosegnuvši maksimum efikasnosti sa najnaprednijim silicijumskim solarnim ćelijama današnjice. Međutim, pred nama stoji nova generacija solarnih ćelija, poznata kao tandem solarnih ćelija, koje obećavaju da će znatno unaprediti pretvaranje sunčeve svetlosti u električnu energiju.
.jpg)
Solarni paneli (Foto: Pixabay)
Prema nedavno objavljenom istraživanju u časopisu "Energy & Environmental Science", tandem solarne ćelije bi mogle da ubrzaju globalni prelazak sa zagađujućih izvora energije poput uglja i gasa. Glavna prepreka je u tome što njihov dizajn mora biti izmenjen kako bi se omogućila masovna proizvodnja.
Efikasnost solarnih ćelija ogleda se u procentu sunčeve svetlosti koji se pretvara u električnu energiju. Prva solarna ćelija, promovisana u SAD 1954. godine, imala je oko 5% efikasnosti. Od tada, tehnologija se razvila do tačke gde je kineski proizvođač LONGi krajem prošle godine najavio novi svetski rekord efikasnosti silicijumskih solarnih ćelija od 26,81%.
Oglas
U zavisnosti od vrste upotrebljenog materijal, menja se efikasnost ćelija, ali one nikada neće moći da pretvore 100% sunčeve energije. Tandem solarne ćelije koriste dva različita materijala, što teoretski omogućava apsorpciju većeg dela solarnog spektra i proizvodnju više električne energije nego što je to slučaj sa jednim materijalom poput silicijuma.
Nedavno su istraživači postigli efikasnost tandem solarnih ćelija od 33,7%, koristeći perovskitni materijal postavljen na standardnu silicijumsku solarnu ćeliju.
Dok tradicionalni silicijumski solarni paneli prevladavaju, vodeći proizvođači najavljuju komercijalizaciju tehnologije tandem ćelija. Ipak, ekspanzija neće biti moguća dok se ne izvrši redizajn novim materijalima.
Jedan od problema su materijali koji se koriste u skoro svim tandem solarnim ćelijama, poznatim kao "silicijum heteropreklapanje". Za njih je potrebna veća količina srebra i indijuma u odnosu na standardne solarne ćelije, a ovo su retki i veoma traženi materijali koji imaju brojne primene.
Ovo za sada ne predstavlja problem jer se tandem ćelije ne proizvode u velikim količinama. Međutim, u borbi protiv klimatskih promena potrebno je da se u svetu postavi 62 puta više kapaciteta solarnih elektrana u odnosu na trenutno stanje.
Neophodna su dalja istraživanja kako bi oni silicijumski solarni paneli koji ne koriste indijum i zahtevaju samo malu količinu srebra postali kompatibilni sa tendem tehnologijom. Istovremeno, potrebno je produžiti trajnost tandem solarnih ćelija jer one sa perovskitom imaju kraći vek trajanja od standardnih solarnih panela koji obično imaju garanciju od 25 godina.
Istraživanja su u toku i sprovode se na globalnom nivou.
