Silicijumske fotonaponske ćelije i dalje dominiraju tržištem solarne energije. Međutim, alternativne tehnologije nastoje da razbiju ovaj monopol. Neke od ovih tehnologija koriste organske materijale, poput sastojka koji se nalazi u tofuu ili solima za kupanje, i već nekoliko godina pokušavaju da istisnu silicijum. Studija nedavno objavljena u časopisu Nature Energy predlaže novo rješenje za jedan od glavnih problema u solarnoj energiji: efikasnost. Problem leži u značajnom gubitku prirodnog svjetla u trenutnim 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 heterospojnu strukturu , strukturu sastavljenu od dva sloja: jednog od monokristalnog silicija i drugog od amorfnog silicija na vrhu. Ovaj pametni dizajn im omogućava da uhvate više sunčeve svjetlosti i efikasnije je pretvore u električnu energiju.
Svojstva ove nove ćelije, kao što su vijek trajanja, serijski otpor i optička svojstva, potrebno je istovremeno poboljšati kako bi se dodatno smanjio gubitak svjetlosti. Procjenjuje se da bi, uz više istraživanja, energetska efikasnost mogla dostići 29% u narednim godinama, što predstavlja još jedan značajan skok naprijed u evoluciji solarnih ćelija.
Nedavna tehnološka dostignuća: perovskitne ćelije
Nedavna istraživanja u oblasti fotovoltaike također su istakla upotrebu perovskita . Ovaj sintetički materijal je revolucionirao efikasnost solarnih ćelija zahvaljujući svojoj sposobnosti da poveća apsorpciju sunčeve svjetlosti. Kombinovanjem silicijumskih solarnih ćelija sa perovskitom mogla bi se postići efikasnost veća od 30%.
Ovi napredci su posebno značajni s obzirom na to da tradicionalne silicijumske solarne ćelije imaju teorijsku granicu efikasnosti od 33,7%, poznatu kao Shockley-Queisserova granica . Upotreba perovskita, u kombinaciji sa silicijumom, mogla bi u budućnosti dostići efikasnost od čak 43%, prema riječima stručnjaka.
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 značajnu prepreku za vlastitu potrošnju solarne energije u nekim zemljama, poput Španije. Španska vlada je 2015. godine odobrila " porez na sunce ", mjeru kojom se naplaćuje naknada za vlastitu potrošnju solarne energije. Nadalje, administrativne prepreke i zahtjevi za postavljanje solarnih panela ometaju razvoj ovog obnovljivog izvora energije u zemlji.
Evropska komisija je nedavno intervenisala tražeći objašnjenja o ovom pitanju. U pismu upućenom Ministarstvu energetike, Brisel je izrazio svoje neslaganje s restriktivnim politikama o vlastitoj potrošnji i predložio pojednostavljenje procedura kako bi se potaknulo usvajanje obnovljivih izvora energije. Uklanjanje pravnih prepreka je ključno kako bi solarna energija ravnopravno konkurirala 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.