Energia ze słońca na każdym kroku

Energia ze słońca na każdym kroku
Zaangażowani w europejskie projekty badawcze nad nowymi typami słonecznych technik pozyskiwania energii naukowcy osiągnęli jesienią 2018 r. nowy rekord wydajności organicznych ogniw fotowoltaicznych.

Zespół badawczo-rozwojowy firmy Organic Electronic Technologies (OET) pracujący w ramach finansowanego przez UE projektu SmartLine poinformował o osiągnięciu sprawności na poziomie 7,4 proc. w jednozłączeniowym organicznym ogniwie fotowoltaicznym (OPV) otrzymywanym techniką druku materiału polimerowego. Jednocześnie badacze wyrazili nadzieję, że do 2021 roku osiągną 9-procentową sprawność ogniw OPV. Dyrektor generalny firmy, cytowany w tym samym komunikacie prasowym, mówi "możliwości masowej produkcji paneli OPV o powierzchni do miliona metrów kwadratowych rocznie."

Chociaż obecnie OPV nie są tak wydajne w wytwarzaniu energii elektrycznej jak krzemowe ogniwa słoneczne, w ostatnich latach ich wydajność ulega stałej poprawie. Fakt, że można je szybko produkować techniką druku na cienkich arkuszach z tworzyw sztucznych, czyni je atrakcyjnymi ze względu na niższe koszty produkcji. Możliwe jest również mocowanie ich i pokrywanie nimi praktycznie każdej powierzchni lub przedmiotu w celu uzyskania gotowego źródła energii. Poza tym mogą być wykorzystywane jako źródła światła, wyświetlacze, czujniki oraz infrastruktura internetu rzeczy.

 

Po taniości

Pierwsze testowe instalacje energetyczne oparte na OPV już są wdrażane. Latem tego roku w Newcastle w Australii uruchomiona została pierwsza komercyjna instalacja fotowoltaiczna o powierzchni dwustu metrów kwadratowych wykonana z drukowanych ogniw fotowoltaicznych. Wyprodukowano je, wykorzystując specjalną drukarkę, która nanosi półprzewodnikowy tusz na substrat w postaci rolek. Jest to technika podobna do tej, którą zastosowała Organic Electronic Technologies. Zespół badawczy wytworzył moduły fotowoltaiczne przy użyciu standardowych technik drukarskich. Maszyna, z której korzystał, na co dzień drukuje etykiety. Każde ogniwo słoneczne składa się z kilku pojedynczych warstw nadrukowanych jedna na drugiej. Następnie są one łączone szeregowo w celu utworzenia ogniwa.

Prace nad tymi ogniwami trwają od ponad dwudziestu lat. Naukowcy stopniowo przechodzili od tworzenia prototypowych ogniw o powierzchniach milimetrowych do etapu prototypów komercyjnych. W najnowszej instalacji każdy moduł ma dziesięć metrów długości i jest umieszczony pomiędzy dwiema warstwami nadającego się do recyklingu tworzywa sztucznego.

 

Najważniejszym wynalazkiem są w tej technice półprzewodnikowe atramenty polimerowe, nad którymi badacze pracowali od wielu lat i wciąż pracują nad ich doskonaleniem. Dzięki nim ogniowa stają się elastyczne. Można nimi pokrywać niemal dowolne powierzchnie. I co najważniejsze, w porównaniu z fotowoltaiką krzemową są znacznie tańsze. Drukowane ogniwa mają mniej niż jeden milimetr grubości i mocowane są za pomocą dwustronnej taśmy klejącej. Sprawia to, że panele te mogą być produkowane za mniej niż 10 dolarów za metr kwadratowy. I choć ich sprawność, rzędu 2-3 proc. wypada blado przy krzemie, ostateczny rachunek ekonomiczny, uwzględniający znacznie

niższe koszty, nie wypada źle. Pamiętajmy też o wspomnianym wyniku projektu europejskiego, w którym przekroczono 7 proc. sprawności.

"Uważamy, że ta technologia ma ogromny potencjał. Oczywiście nasza technologia jest wciąż na etapie prób, ale nasza wizja to świat, w którym każdy budynek w każdym mieście, w każdym kraju pokryty jest drukowanymi ogniwami PV generującymi tanią energię dla każdego. Najnowsza instalacja przybliżyła realizację słonecznych dachów, ścian i okien", mów w komunikacie prasowym Paul Dastoor, australijski fizyk, współautor techniki.