Αυστραλοί επιστήμονες κατάφεραν να κάνουν αυτό που πολλοί θεωρούσαν αδύνατο στον τομέα των ηλιακών τεχνολογιών. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας έσπασαν ρεκόρ απόδοσης χρησιμοποιώντας ένα νέο υλικό του οποίου οι ιδιότητες, ουσιαστικά, θα ανατρέψουν ολόκληρο τον τομέα των φωτοβολταϊκών. Αυτή η ανακάλυψη θα ανατρέψει όλα όσα γνωρίζουμε σήμερα για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας.
Μια νέα ανακάλυψη στην Αυστραλία στα ηλιακά κύτταρα με βάση τον κεστερίτη
Οι μηχανικοί του UNSW στο Σίδνεϊ σημείωσαν νέο παγκόσμιο ρεκόρ στα ηλιακά κύτταρα κεστερίτη, επιτυγχάνοντας ένα ρεκόρ απόδοσης 13,2%, σε αντίθεση με οποιοδήποτε προηγούμενο επίτευγμα που είχε πενιχρή απόδοση μόνο 11% τα τελευταία έξι χρόνια. Αυτό το ρεκόρ έχει επιτευχθεί με την εφαρμογή νέων τεχνικών ανόπτησης υδρογόνου που απομακρύνουν τυχόν ελαττώματα στη διαδικασία κατασκευής των κυττάρων.
Ο κεστερίτης είναι μια φυσική ένωση που μπορεί επίσης να συντεθεί με ανάμειξη φθηνών, μη τοξικών στοιχείων όπως χαλκός, ψευδάργυρος, κασσίτερος και θείο. Ο κεστερίτης δεν απαιτεί τη χρήση στοιχείων σπάνιων γαιών, τα οποία συχνά συνδυάζονται με τοξικά συστατικά σε ένα συμβατικό ηλιακό πάνελ. Αυτό καθιστά τον κεστερίτη ένα πολλά υποσχόμενο υποκατάστατο στις φωτοβολταϊκές τεχνολογίες με βάση το πυρίτιο.
Η ομάδα του UNSW διαπίστωσε ότι η χρήση υδρογόνου στη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας συμβάλλει σημαντικά στην υπερνίκηση των περιορισμών απόδοσης που οφείλονται σε ελαττώματα υλικών. Αυτή η διαδικασία παθητικοποίησης συνεπάγεται τη θέρμανση της συσκευής ηλιακών κυψελών κεστερίτη σε περιβάλλον υδρογόνου για να μειωθούν τελικά οι ρυθμοί μετατροπής του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια.
Το υλικό κεστερίτη υπόσχεται μια βιώσιμη εναλλακτική λύση
Το λεπτό κλειδί που καθιστά δυνατή αυτή την καινοτομία είναι η ικανότητα του κεστερίτη να υποκαθιστά πλήρως τα ηλιακά κύτταρα με βάση το πυρίτιο. Από αυτή την άποψη, ο κεστερίτης διαφέρει από τις προηγούμενες τεχνολογίες ηλιακών κυψελών που είναι δαπανηρές στην παραγωγή και σπάνιες σε διαθεσιμότητα. Ωστόσο, ο κεστερίτης δεν είναι μόνο άφθονος σε μορφή, σε αντίθεση με το πυρίτιο, αλλά είναι και μη τοξικός, ένα πρόβλημα που επηρεάζει τη βιομηχανία ηλιακών κυψελών σήμερα.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Hao, οι μονάδες πυριτίου βρίσκονται ήδη κοντά στο θεωρητικό όριο απόδοσης, καθιστώντας επείγουσα την ανάπτυξη νέων υλικών που θα αποτελέσουν μονάδες επόμενης γενιάς. Το υλικό κεστερίτη πληρούσε τα αυστηρά κριτήρια που έθεσαν οι ερευνητές, συμπεριλαμβανομένου του υψηλού επιπέδου διαθεσιμότητας στη φύση, της πρακτικότητας στο περιβάλλον, των ευνοϊκών οπτοηλεκτρονικών ιδιοτήτων, καθώς και της μεγάλης διάρκειας ζωής.
Τα πλεονεκτήματα στην κατασκευή
Έχει μια σύνθεση που καθιστά δυνατούς φθηνούς τρόπους παραγωγής, οι οποίοι θα μπορούσαν να μειώσουν σημαντικά το κόστος παραγωγής ηλιακών κυψελών. Τα ηλιακά κύτταρα με βάση τον κεστερίτη δεν θα παρουσιάσουν μείωση στην απόδοση των φωτοβολταϊκών ιδιοτήτων που εμπόδιζε τις προηγούμενες εναλλακτικές τεχνολογίες. Ο καθηγητής Hao προβλέπει απόδοση 15% τον επόμενο χρόνο και εμπορευματοποίηση έως το 2030.
Αυτό αναμένεται να δημιουργήσει μια γιγαντιαία επανάσταση στον διεθνή τομέα της ηλιακής ενέργειας. Οι συμβατικοί παραγωγοί ηλιακής ενέργειας θα απαιτούσαν μια πλήρη αναθεώρηση των αλυσίδων παραγωγής τους για να προσαρμοστούν στην τεχνολογία κεστερίτη. Η άφθονη φύση του εξαλείφει τα ζητήματα γεωπολιτικών συγκρούσεων που συνοδεύουν τις εξαρτήσεις από τα στοιχεία σπανίων γαιών στις σημερινές τεχνολογίες ηλιακής ενέργειας.
Κύρια οφέλη είναι:
-Χαμηλότερο κόστος παραγωγής από τα συστήματα με βάση το πυρίτιο
-Διαθεσιμότητα μιας ευρείας γκάμας μη τοξικών πρώτων υλών
-Βελτιωμένη ευελιξία για διάφορες χρήσεις
-Υψηλή μακροπρόθεσμη σταθερότητα απόδοσης
Αυτή η καινοτομία θέτει την Αυστραλία στην πρώτη γραμμή της ανάπτυξης ηλιακών τεχνολογιών επόμενης γενιάς. Οι πολυεθνικές εταιρείες ενέργειας δείχνουν ήδη ενδιαφέρον για την απόκτηση άδειας χρήσης αυτής της τεχνολογίας σε εμπορική κλίμακα. Αυτή η καινοτομία αναμένεται να φέρει ταχεία πρόοδο στην υιοθέτηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε όλο τον κόσμο, καθιστώντας την ηλιακή ενέργεια πιο εύκολα διαθέσιμη στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Μια επανάσταση για το μέλλον
Η επανάσταση του κεστερίτη είναι κάτι περισσότερο από ένα σύνολο αριθμών απόδοσης - σηματοδοτεί μια παραδειγματική στροφή προς βιώσιμες φωτοβολταϊκές λύσεις που όχι μόνο καλύπτουν τις περιβαλλοντικές ανησυχίες αλλά προσφέρουν και την καλύτερη απόδοση. Με τη συμβατική ηλιακή τεχνολογία να πλησιάζει στην κορύφωση της απόδοσής της, ένας νέος κόσμος δυνατοτήτων ανατέλλει στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, χάρη στην ανακάλυψη στην Αυστραλία.
www.worldenergynews.gr
