Πέρυσι, η Qcells της Νότιας Κορέας κατέγραψε παγκόσμιο ρεκόρ απόδοσης για ηλιακό στοιχείο πυριτίου μεγάλης επιφάνειας αλλά, η Trina Solar της Κίνας κατέρριψε επίσημα το παγκόσμιο ρεκόρ απόδοσης ηλιακής μονάδας (Oil Price)
Η Qcells, θυγατρική του νοτιοκορεατικού κολοσσού Hanwha Corp, σημείωσε το παγκόσμιο ρεκόρ επιτυγχάνοντας απόδοση 28,6% συνδυάζοντας ένα ανώτερο στρώμα απορρόφησης φωτός από περοβσκίτη με ένα κατώτερο στρώμα πυριτίου, ώστε να αξιοποιεί ευρύτερο φάσμα ηλιακής ακτινοβολίας.
Για να γίνει αντιληπτό το μέγεθος του επιτεύγματος, τα εμπορικά ηλιακά πάνελ υψηλών προδιαγραφών λειτουργούν συνήθως με απόδοση 21-23%, πράγμα που σημαίνει ότι μετατρέπουν περίπου το ένα πέμπτο του ηλιακού φωτός που προσπίπτει σε αυτά σε αξιοποιήσιμη ηλεκτρική ενέργεια.
Ακόμη πιο σημαντικό είναι ότι, σε αντίθεση με πολλά ρεκόρ υψηλής απόδοσης που επιτυγχάνονται μόνο σε εργαστηριακά στοιχεία μικρής κλίμακας, η απόδοση της Qcells αποδείχθηκε σε στοιχείο βιομηχανικών προδιαγραφών σχεδιασμένο για μαζική παραγωγή.
Η Κίνα επανήλθε δυναμικά
Ωστόσο, η Κίνα κατάφερε πλέον να ανακτήσει τον τίτλο του κατασκευαστή του πιο αποδοτικού ηλιακού πάνελ στον κόσμο.
Η κορυφαία κινεζική εταιρεία ηλιακής ενέργειας Trina Solar κατέρριψε επίσημα το παγκόσμιο ρεκόρ απόδοσης ηλιακής μονάδας, επιτυγχάνοντας απόδοση μετατροπής 29,2% και πρωτοφανή μέγιστη ισχύ εξόδου 907 watt.
Το ηλιακό στοιχείο της Trina δεν είναι ένα συνηθισμένο ηλιακό στοιχείο. Το ρεκόρ επιτεύχθηκε με σχεδιασμό διπλής διάταξης περοβσκίτη-σε-πυρίτιο, ο οποίος τοποθετεί δύο διαφορετικά ηλιακά υλικά το ένα πάνω στο άλλο ώστε να αξιοποιεί ευρύτερο φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας.
Το στρώμα περοβσκίτη απορροφά μήκη κύματος υψηλότερης ενέργειας, ενώ το στρώμα πυριτίου συλλαμβάνει φως που διαφορετικά θα το διαπερνούσε, επιτρέποντας στο στοιχείο να μετατρέπει μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό.
Η εταιρεία ανέπτυξε επίσης μια νέα δομή διασύνδεσης μεταξύ των δύο στρωμάτων, η οποία μειώνει τις ενεργειακές απώλειες και βελτιώνει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα στο στοιχείο, συμβάλλοντας στην επίτευξη επιπέδων απόδοσης-ρεκόρ.
Όπως και στο προηγούμενο ρεκόρ της Qcells, η Trina πέτυχε αυτή την πρόοδο σε πλακίδια (wafers) βιομηχανικών προδιαγραφών 210 χιλιοστών και όχι σε μικρά εργαστηριακά στοιχεία.
Η εταιρεία ανακοίνωσε αποδόσεις 29,2% σε στοιχεία πλήρους μεγέθους και 32,6% σε ημιτεμαχισμένα στοιχεία, αποδεικνύοντας ότι η τεχνολογία μπορεί να κατασκευαστεί σε εμπορικές διαστάσεις.
Η προκύπτουσα μονάδα παρήγαγε ισχύ 907 watt, σημαντικά αυξημένη σε σχέση με το προηγούμενο ρεκόρ της εταιρείας των 808 watt και πολύ υψηλότερη από την απόδοση των συμβατικών ηλιακών πάνελ που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Το αποτέλεσμα φέρνει την τεχνολογία περοβσκίτη ακόμη πιο κοντά στην εμπορική αξιοποίηση. Οι ερευνητές δημοσιεύουν εντυπωσιακά ποσοστά απόδοσης εδώ και χρόνια. Η πρόκληση ήταν να αναπαραχθούν σε μονάδες αρκετά μεγάλες ώστε να μπορούν να κατασκευαστούν σε βιομηχανική κλίμακα.
Από το μικροσκοπικό στο πρωτοποριακό μέγεθος
Ενώ μεμονωμένα εργαστηριακά στοιχεία έχουν επιτύχει υψηλότερες αυτόνομες αποδόσεις σε μικροσκοπικό επίπεδο, πλέον μιλάμε για εφαρμογές εμπορικής κλίμακας.
Τα συμβατικά πάνελ πυριτίου πλησιάζουν τα όρια των δυνατοτήτων της τεχνολογίας. Τα διπλής διάταξης στοιχεία περοβσκίτη-πυριτίου προσφέρουν έναν τρόπο υπέρβασης αυτών των ορίων, αξιοποιώντας ευρύτερο φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας και παράγοντας περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από την ίδια επιφάνεια πάνελ.
Πλέον, ο αγώνας επικεντρώνεται στην παραγωγή τους σε μεγάλη κλίμακα και στη διατήρηση της αξιόπιστης λειτουργίας τους επί δεκαετίες στο πεδίο.
Οι περοβσκίτες αποτελούν κατηγορία υλικών που μοιράζονται μια συγκεκριμένη κρυσταλλική δομή παρόμοια με διαμάντι.
Τα ηλιακά στοιχεία περοβσκίτη μπορούν να μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια ευρύτερο φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας σε σύγκριση με το παραδοσιακό πυρίτιο.
Πράγματι, οι περοβσκίτες μπορούν να τοποθετηθούν απευθείας πάνω σε παραδοσιακά ηλιακά στοιχεία πυριτίου, με αυτά τα «διπλής διάταξης» στοιχεία να απορροφούν τα χρώματα του φωτός που δεν αξιοποιεί το πυρίτιο και να ωθούν τη θεωρητική μέγιστη απόδοση πάνω από το 40%.
Μπορούν να εφαρμοστούν σε εξαιρετικά λεπτά στρώματα, επιτρέποντας τον ψεκασμό ή την εκτύπωσή τους πάνω σε εύκαμπτες μεμβράνες, παράθυρα ή καμπύλες επιφάνειες κτιρίων.
Επιπλέον, σε αντίθεση με το πυρίτιο, το οποίο απαιτεί παραγωγή υψηλής θερμοκρασίας και μεγάλης ενεργειακής έντασης, οι περοβσκίτες μπορούν να μετατραπούν σε μελάνια και να εκτυπωθούν σε θερμοκρασία δωματίου, μειώνοντας δραστικά το κόστος παραγωγής.
Παρότι υπάρχουν εμπορικά διαθέσιμα ηλιακά στοιχεία περοβσκίτη, προς το παρόν δεν είναι ακόμη ευρέως διαθέσιμα για τυπικές οικιακές εγκαταστάσεις σε στέγες, κυρίως επειδή τα καθαρά στοιχεία περοβσκίτη υποβαθμίζονται γρήγορα όταν εκτίθενται σε εξωτερικούς παράγοντες όπως η υγρασία, η θερμότητα και η υπεριώδης ακτινοβολία.
Αρκετές πρωτοπόρες εταιρείες έχουν αρχίσει να τα παράγουν και να τα διαθέτουν σε μεγάλη κλίμακα
Μεταξύ αυτών είναι η Caelux με έδρα την Καλιφόρνια, της οποίας η τεχνολογία «Active Glass» επιτρέπει στα εργοστάσια να κατασκευάζουν μονάδες Hybrid-Tandem απευθείας στις υφιστάμενες γραμμές παραγωγής τους χωρίς επανασχεδιασμό των στοιχείων πυριτίου ή πολύπλοκες μετατροπές, ενώ η Oxford PV με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο έχει αρχίσει να αποστέλλει μονάδες με αποδόσεις έως και 24,5% σε πελάτες έργων κοινής ωφέλειας στις ΗΠΑ και την Ευρώπη.
www.worldenergynews.gr
