Silicijumske fotonaponske ćelije i dalje dominiraju tržištem solarne energije. Međutim, postoje alternativne tehnologije koje nastoje razbiti ovaj monopol. Neke od ovih tehnologija koriste organske materijale, kao što je sastojak prisutan u tofuu ili soli za kupanje, i pokušavaju istisnuti silicij već nekoliko godina. Studija je nedavno objavljena u časopisu Prirodna energija predlaže novo rješenje za jedan od glavnih problema solarne energije: efikasnost. Problem leži u velikom trošenju prirodne svjetlosti u postojećim sistemima.
U tom kontekstu, tim predvođen Kunta Yoshikawa predstavio je prvu solarnu ćeliju napravljenu od silicija koja premašuje 26% efikasnosti u pretvaranju sunčeve svjetlosti u električnu energiju, što predstavlja napredak u odnosu na prethodni rekord od 25,6%. Ovaj napredak je značajno važan, budući da se trenutna tehnologija stalno razvija i poboljšava u smislu fotokonverzije.
Da bi postigli ovaj proboj, Yoshikawa i njegov tim dizajnirali su a heterojunkcijska struktura, struktura koju čine dva sloja: jedan od monokristalnog silicijuma i drugi od amorfnog silicijuma na vrhu. Ovaj inteligentan dizajn omogućava da se više sunčeve svjetlosti uhvati i efikasnije pretvori u električnu energiju.
Svojstva ove nove ćelije kao što su životni vek, serijski otpor a optička svojstva moraju biti poboljšana istovremeno kako bi se dodatno smanjio gubitak svjetlosti. Procjenjuje se da bi, uz više istraživanja, energetska efikasnost mogla dostići 29% u narednim godinama, što bi predstavljalo još jedan kvalitativni skok u evoluciji solarnih ćelija.
Nedavna tehnološka dostignuća: perovskitne ćelije
Najnovija istraživanja fotonaponske energije također su istakla korištenje perovskite. Ovaj sintetički materijal je napravio revoluciju u efikasnosti solarnih ćelija zahvaljujući svojoj sposobnosti da poveća apsorpciju sunčeve svjetlosti. Kombinacija silicijumskih solarnih ćelija sa perovskitom mogla bi da premaši 30% efikasnosti.
Ovaj napredak je posebno značajan ako uzmemo u obzir da tradicionalne silicijumske solarne ćelije imaju teorijsku granicu efikasnosti od 33,7%, poznatu kao Shockley-Queisser granica. Upotreba perovskita, u kombinaciji sa silicijumom, mogla bi čak dostići efikasnost od 43% u budućnosti, tvrde stručnjaci.
Novi dizajni i aplikacije
Tehnološki institut Masačusetsa (MIT) je takođe napravio značajan napredak u ovoj oblasti. Godine 2016. otkrio je stvaranje vertikalnog solarnog panela koji proizvodi do 20 puta više energije od tradicionalnih panela. Njegov inovativni dizajn omogućava da hvata energiju tokom dana prateći kretanje sunca.
Ovi novi dizajni ne samo da poboljšavaju efikasnost solarnih ćelija, već i stvaraju nove mogućnosti za integraciju solarnih ćelija u zgrade, automobile, pa čak i mobilne uređaje. Zamislite svijet u kojem se vaš mobilni telefon ili električni automobil direktno puni solarnom energijom iz vlastitog kućišta ili krova, što je mogućnost koja postaje stvarnija s najnovijim dostignućima u kompaktnim i fleksibilnim solarnim superćelijama.
Politički izazovi u Španiji
Što se tiče političkog konteksta, on i dalje predstavlja veliku prepreku za vlastitu potrošnju solarne energije u nekim zemljama kao što je Španija. Španska vlada je 2015. odobrila porez na sunce, mjera koja oporezuje vlastitu potrošnju solarne energije. Isto tako, administrativne prepreke i zahtjevi za postavljanje solarnih panela koče razvoj ovog obnovljivog izvora energije u zemlji.
La Evropska komisija je nedavno intervenirao da traži objašnjenja na tu temu. U pismu upućenom Ministarstvu energetike, Brisel je izrazio svoje neslaganje sa restriktivnim politikama vlastite potrošnje i predložio pojednostavljenje procedura za podsticanje usvajanja obnovljivih izvora energije. Uklanjanje zakonskih barijera je od suštinskog značaja kako bi se solarna energija mogla ravnopravno takmičiti sa konvencionalnim izvorima energije.
Sa svim ovim tehnološkim napretkom i rastućim interesom za solarnu energiju, efikasnost fotonaponskih ćelija će se nastaviti poboljšavati. Budućnost solarne energije izgleda svijetla, a sve više ljudi i institucija zainteresirano je za njen razvoj.