Οργανικά φωτοβολταϊκά με νέο ρεκόρ απόδοσης 17%, ανοίγουν νέους δρόμους.

Κινέζοι ερευνητές έκαναν ένα σημαντικό βήμα για την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς ηλιακών κυττάρων.

Οι κατασκευαστές φωτοβολταϊκών χρησιμοποιήσαν εξ αρχής πυρίτιο για την κατασκευή ηλιακών συλλεκτών, επειδή το υλικό ήταν το πιο αποδοτικό στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ωστόσο, τα οργανικά φωτοβολταϊκά, κατασκευασμένα από άνθρακα και πλαστικό, υπόσχονται έναν φθηνότερο τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Αυτή η νέα μελέτη δείχνει ότι τα οργανικά ηλιακά κύτταρα μπορούν τώρα να είναι εξίσου αποδοτικά με το πυρίτιο.

Τι είναι τα οργανικά ηλιακά κύτταρα;

Ο όρος οργανικό σχετίζεται με το γεγονός ότι τα υλικά έχουν ως βάση τον άνθρακα αντί του πυριτίου. Τα τετράγωνα ή ορθογώνια στερεά ηλιακά πάνελ που γνωρίζουμε οι περισσότεροι από εμάς απαιτούν, σταθερά σημεία εγκατάστασης συνήθως σε στέγες ή σε επίπεδα εδάφη.

Τα οργανικά φωτοβολταϊκά (OPV - Organic photovoltaics) μπορούν να κατασκευαστούν από ενώσεις που διαλύονται σε μελάνι, και επομένως μπορούν να τυπωθούν σε ρολά από πλαστικό, μπορούν να κάμπτονται ή να περιτυλίγονται γύρω από κατασκευές ή ακόμα και να ενσωματώνονται σε ρούχα.

Τι τα εμπόδιζε να χρησιμοποιούνται ευρέως;

Με μια λέξη: η αποδοτικότητα

Αυτό είναι το μέτρο του ποσοστού του ηλιακού φωτός που μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.
Τα εμπορικά φωτοβολταϊκά συνήθως έχουν βαθμό απόδοσης μεταξύ 15-22%, ενώ το 2016 σημειώθηκε το παγκόσμιο ρεκόρ με 26,6% στην Ιαπωνία.

Τα οργανικά κυμαίνονται για πολύ καιρό περίπου στο μισό αυτών των ποσοστών, αλλά φέτος έγιναν κάποια σημαντικά βήματα προς τα εμπρός.

Τον Απρίλιο ερευνητές κατάφεραν να πετύχουν απόδοση 15% στο εργαστήριο.

Τώρα αυτή η νέα μελέτη σημειώνει ότι έφτασε το 17%, με τους συγγραφείς να υποστηρίζουν ότι μπορεί να φτάσει το 25%.

Αυτό είναι πολύ σημαντικό επειδή, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις, με απόδοση 15% και διάρκεια ζωής 20 ετών, τα ηλιακά κύτταρα οργανικής προέλευσης θα μπορούσαν να παράγουν ηλεκτρισμό με κόστος κάτω από 7 σεντ ανά κιλοβατώρα.
Το 2017, το μέσο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ ήταν 10,5 σεντ ανά κιλοβατώρα, σύμφωνα με την Υπηρεσία Πληροφοριών Ενέργειας των ΗΠΑ.

Πόσο απέχει από εμπορική παραγωγή;

Όχι πολύ, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Ο Δρ Yongsheng Chen συγκρίνει το OPV με τις οργανικές διόδους εκπομπής φωτός ή OLED. Αυτή η τεχνολογία έχει εισαχθεί τα τελευταία χρόνια και ήδη χρησιμοποιείται ευρέως για τηλεοράσεις υψηλής τεχνολογίας.

«Αυτά είναι ήδη εμπορικά και χρησιμοποιούν παρόμοιο υλικό με το OPV», δήλωσε ο Δρ Yongsheng Chen στο BBC News.

«Η αρχή φυσικής που χρησιμοποιείται είναι η ίδια, απλά σε μια διαφορετική κατεύθυνση, η μία είναι από την ηλιακή ενέργεια προς την ηλεκτρική ενέργεια και η άλλη από την ηλεκτρική ενέργεια προς το φως, αλλά η συσκευή και η δομή είναι παρόμοιες».

«Είμαι πολύ θετικός για το OPV και ίσως να μην χρειαστούν ούτε πέντε χρόνια για εμπορική ανάπτυξη», πρόσθεσε.

Τι εφαρμογές μπορούμε να περιμένουμε;

Τα ευέλικτα, τυπωμένα ηλιακά κύτταρα προσφέρουν ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων. Μπορούν να εφαρμοστούν σε εσωτερικούς χώρους και μπορούν να γίνουν ημιδιαφανή, έτσι ώστε να μπορούν να ενσωματωθούν στα παράθυρα και να παράγουν ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Προσφέρουν τεράστιες δυνατότητες για τα κτίρια, καθώς είναι ελαφριά, ώστε να είναι ιδανικά για τοποθέτηση στις στέγες των σπιτιών στις αναπτυσσόμενες χώρες, όπου οι κατασκευές ενδέχεται να μην μπορούν να σηκώσουν το βαρύ φωτοβολταϊκό πυριτίου.

Θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στις στέγες των αυτοκινήτων, και στα ρούχα, ακόμη και σε γυαλιά για να φορτίζετε το τηλέφωνό σας ενώ βρίσκεστε έξω.

9 Αυγούστου 2018

Του Matt McGrath Environment correspondent

Πηγή BBC