Aurinko jatkaa loistamistaan, mutta sen hyödyntämistavat muuttuvat huimaavaa vauhtia . Kun Kiina ja muut maat keskittyvät perovskitiittisten aurinkopaneelien tehokkuuden parantamiseen, Suomi on asettanut tavoitteekseen ratkaista toisen tärkeän ongelman: vakauden varmistamisen. Se tekee tämän selkeällä viestillä: hyvästit, pii.
Piin poistuminen käytöstä. Tähän asti keskustelut aurinkoenergiasta ovat tarkoittaneet keskusteluja piistä . Nykyään tämä yhtälö on alkanut romahtaa perovskitin ansiosta. IMDEA Nanoscience -tiimi on saavuttanut sertifioidun solun hyötysuhteen 25,2 %, mikä vastaa lähes maailmanennätystä 26,7 % . Tämän ansiosta Suomi on noussut eturintamaan kilpailussa aurinkoenergian tulevaisuudesta.
Lisäksi he ovat valmistaneet 25 cm²:n kokoisen minimoduulin, joka säilyttää 22,1 %:n hyötysuhteen ja poikkeuksellisen vakauden, mikä on historiallisesti ollut tämän teknologian akilleenkantapää. ”Nämä elementit ovat jo ylittäneet kaupallisen piin, jonka tehokkuus on vain 18 %, ja avaavat tien seuraavan sukupolven aurinkopaneeleille”, selittää projektin pää tutkija Nasario Martin.
Tämä harppaus ei ole pelkästään akateeminen. Advanced Materials -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa selitetään, että perovskite lupaa alentaa kustannuksia, olla joustava, kevyt ja kierrätettävä verrattuna piihin, jonka tuotanto on kallista ja jota hallitsee lähes yksinomaan Kiina .
Mutta avaintekijä tässä ei ole niinkään tehokkuus kuin kestävyys. Uudella PTZ-Fl-materiaalilla kehitetyt elementit säilyttävät 95 % tehokkuudestaan 3600 tunnin testien jälkeen äärimmäisissä olosuhteissa (ISOS-D-1-protokolla). Toisin sanoen, kyse ei ole hauraista laboratorioprototyypeistä, vaan laitteista, jotka kestävät ajan koettelemuksen auringon, kosteuden ja kuumuuden vaikutuksesta.
Projektin tausta. Läpimurto perustuu spirofenotiatsiineiksi kutsuttujen molekyylien kehittämiseen, jotka toimivat ”aukkojen kuljettajina” ja ovat olennainen osa aurinkokennoja. PTZ-Fl-yhdiste estää litiumionien siirtymisen, joka on usein yksi tärkeimmistä syistä materiaalin heikkenemiseen.
Tutkijoiden mukaan tämä edellyttää ”kompaktin rajapinnan” luomista, joka suojaa materiaalia ja parantaa sen tehokkuutta. Käytännössä tämä tarkoittaa, että perovskiti-moduulit ovat paitsi tehokkaampia myös huomattavasti kestävämpiä.
Kiina on johtavassa asemassa. Kuten jo mainittiin, Kiina on keskittänyt ponnistuksensa tehokkuuden parantamiseen. Huaqiong University of Science and Technology -yliopiston tutkimuksessa saavutettiin ennätyksellinen 28,8 %:n hyötysuhde käyttämällä tandem-elementtiä, joka on valmistettu kokonaan perovskitista ilman piitä. Tällaiset saavutukset, kuten suomalainen, vahvistavat, että perovskite voi paitsi kilpailla piin kanssa, myös ylittää sen aloilla, joilla pii ei ole koskaan ollut erityisen tehokas: julkisivut, ikkunat, toimistot ja jopa kannettavat laitteet.
On olemassa hyvin erityisiä ongelmia. Laboratoriotietojen lisäksi tärkein tehtävä on tuoda tämä teknologia markkinoille. Emberin raportin mukaan Euroopan unioni on tällä hetkellä erittäin riippuvainen Kiinasta aurinkopaneelien tuotannossa. IMDEA:n kaltaiset hankkeet tähtäävät paitsi tehokkuuden parantamiseen myös tämän strategisen riippuvuuden vähentämiseen.
Lisäksi aurinkopaneelin kallein komponentti ei ole enää pii tai lasi, vaan alumiinikehykset, joiden osuus kokonaiskustannuksista on 14 %. Tämä muistuttaa siitä, että siirtyminen perovskitiin vaatii innovaatioita paitsi laboratorioissa myös tehtaissa ja toimitusketjuissa.
Ennusteet. Aurinkoenergian tulevaisuus ei enää määräydy yksinomaan piin perusteella. Perowskite on muuttunut hauras lupaus todelliseksi markkinakandidaatiksi. Kysymys ei ole siitä, tuleeko se markkinoille, vaan siitä, miten ja mistä. IMDEA Nanoscience -yrityksen menestyksen ansiosta Suomi haluaa, että osa tästä ratkaisusta olisi eurooppalainen.
