První perovskitová solární elektrárna byla uvedená do provozu na Krétě

• 05. 10. 2020
• Redakce

Z laboratoří do praxe

Perovskitové panely nemusí být pouze záležitosti laboratorního výzkumu, jak se na první pohled může zdát. Vědci z Graphene Flagship a dalších organizací totiž dokončili stavbu malé solární elektrárny, která využívá panely na bázi perovskitů a grafenu. Graphene Flagship představuje konsorcium firem a vědeckých organizací, kterou granty podporuje Evropská unie.

Vědci se již dlouhou dobu snaží nahradit tradiční křemíkové solární panely novou levnější technologii, která by dále urychlila rozvoj  solární energetiky. Asi nejslibnější technologií jsou perovskity, které mohou být částečně průhledné a případně s křemíkovými panely mohou tvořit hybridní verze s vyšší účinností.

První elektrárna

Účinnost perovskitových panelů je dnes vcelku slušná, přibližuje se postupně křemíkovým panelům. V roce 2019 a Italian Institute of Technology (IIT) a Graphene Flagship představili perovskitové panely, které při ploše 82 cm2 dosahovaly účinnosti 15,3 %. Větší moduly s plochou 108 cm2 pak dokonce dosáhly účinnosti na 13,4 %.

I když perovskitové panely zatím nedosahují účinností křemíkových krystalických panelů, dokáží obvykle lépe vyrábět elektřinu v podmínkách s rozptýleným. První perovskitová (s příměsí grafenu) solární elektrárna nedávno vznikla za účelem testování na Krétě.  

Jedná se a malou testovací instalaci o výkonu 1 kWp. Cílem vědců je pomocí nové technologie perovskitových panelů snížit výrobní náklady a náklady pod 0,02 EUR za kWh (0,50 Kč) a ukázat potenciál této nadějné technologie.

Na velkosériové nasazení perovskitových panelů si však budeme musetještě nějakou dobu počkat. O tom, zda se perovskity stanou technologií zítřka pro získávání levné elektřiny ze slunečního záření rozhodne výsledek snah o vyřešení nestability tohoto materiálu. V současnosti je to především životnost těchto panelů, která zatím není silnou stránkou perovskitové technologie.

Nové možnosti využití

Řada vědců vidí velkou perspektivu solárních panelů vyrobených na bázi perovskitu (CaTiO3, oxid titaničito-vápenatý). Tento minerál je známý už od 30. let 19. století, ale fotovoltaický byznys v něm našel potenciál pro snižování ceny a zvyšování účinnosti solárních článků.

Perovskitové články jsou relativně mladá technologie, která byla vyvinuta v roce 2009 s účinností čtyři procenta. Už za dva roky vědci jejich účinnost zvedli na šestnáct procent, což u křemíkových trvalo celá desetiletí. Na konci roku 2018 dosáhli vědci nového světového rekordu v účinnosti pervskitových článků ve výši přes 23 % (pro srovnání tradiční křemíkové články existují déle než 60 let a jejich maximální účinnost dosahuje přes 25 %).

Dalším důvodem zájmu vědců o perovskitové panely je fakt, že se tyto panely dají mnohem jednodušeji vyrobit a tudíž jsou i levnější. Tyto solární panely jsou navíc lehké, dají se ohýbat a hlavně můžou být i průhledné. Podle sdělení Saule Technologies je váha perovskitových panelů velmi nízká- cca 1 kg/m 2, což je obrovský rozdíl oproti tradičním křemíkovým krystalickým panelům, které váží v cca 10 kg/m 2.

To otevírá úplně nové možnosti využití pro solární fotovoltaiku. Perovskitové panely mohou být nainstalovány na v podstatě jakýkoliv objekt či materiál. Ať už je to notebook, telefon, auto, dron, kosmická loď, ciferník chytrých hodinek nebo záda telefonu.