Fortschritte in der Solarpanel-Technologie

Der Kampf gegen den Klimawandel nimmt zwar Fahrt auf, aber Siliziumsolarzellen mit grüner Energie scheinen an ihre Grenzen zu stoßen.Der direkteste Weg, die Umstellung derzeit zu vollziehen, sind Sonnenkollektoren, aber es gibt noch andere Gründe, warum sie die große Hoffnung auf erneuerbare Energien sind.

Ihr Schlüsselbestandteil Silizium ist nach Sauerstoff die am zweithäufigsten vorkommende Substanz auf der Erde.Da Paneele dort platziert werden können, wo der Strom benötigt wird – in Wohnhäusern, Fabriken, Gewerbegebäuden, Schiffen, Straßenfahrzeugen – ist es weniger notwendig, Strom über Landschaften hinweg zu übertragen;und Massenproduktion bedeutet, dass Sonnenkollektoren jetzt so billig sind, dass die Wirtschaftlichkeit ihrer Verwendung unbestreitbar wird.

Laut dem Energieausblicksbericht 2020 der Internationalen Energieagentur produzieren Sonnenkollektoren an einigen Standorten den billigsten kommerziellen Strom in der Geschichte.

Sogar dieser traditionelle Käferbär "was ist, wenn es dunkel oder bewölkt ist?"wird dank transformativer Fortschritte in der Speichertechnologie weniger problematisch.

Die Grenzen der Solarenergie überschreiten

Wenn Sie ein „aber“ erwarten, hier ist es: Aber Silizium-Solarmodule stoßen aufgrund einiger recht unbequemer Gesetze der Physik an ihre praktischen Grenzen ihrer Effizienz.Kommerzielle Siliziumsolarzellen haben heute nur noch einen Wirkungsgrad von etwa 20 Prozent (in Laborumgebungen jedoch bis zu 28 Prozent. Ihre praktische Grenze liegt bei 30 Prozent, was bedeutet, dass sie immer nur etwa ein Drittel der von der Sonne empfangenen Energie in Strom umwandeln können).

Dennoch wird ein Solarmodul während seiner Lebensdauer ein Vielfaches an emissionsfreier Energie produzieren, als bei seiner Herstellung verbraucht wurde.

eine Silizium/Perowskit-Solarzelle

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Perowskit: die Zukunft der erneuerbaren Energien

Wie Silizium ist diese kristalline Substanz photoaktiv, d. h., wenn sie von Licht getroffen wird, werden Elektronen in ihrer Struktur so angeregt, dass sie sich von ihren Atomen lösen (diese Freisetzung von Elektronen ist die Grundlage jeder Stromerzeugung, von Batterien bis zu Atomkraftwerken) .Da es sich um Elektrizität handelt, ist eine Konga-Elektronenlinie das Ergebnis, wenn die losen Elektronen aus Silizium oder Perowskit in einen Draht geleitet werden.

Perowskit ist eine einfache Mischung aus Salzlösungen, die auf 100 bis 200 Grad erhitzt wird, um ihre photoaktiven Eigenschaften zu entfalten.

Wie Tinte kann es auf Oberflächen gedruckt werden und ist so biegsam wie starres Silikon nicht.Da es mit einer Dicke von bis zu 500 Mal weniger als Silizium verwendet wird, ist es auch superleicht und kann halbtransparent sein.Dies bedeutet, dass es auf alle Arten von Oberflächen wie auf Telefonen und Fenstern aufgetragen werden kann.Die wahre Aufregung betrifft jedoch das Energieproduktionspotenzial von Perowskit.

Die größte Herausforderung von Perowskit meistern – Verschlechterung

Die ersten Perowskit-Geräte im Jahr 2009 wandelten gerade einmal 3,8 Prozent des Sonnenlichts in Strom um.Bis 2020 lag der Wirkungsgrad bei 25,5 Prozent, nahe dem Laborrekord von Silizium von 27,6 Prozent.Es besteht das Gefühl, dass sein Wirkungsgrad bald 30 Prozent erreichen könnte.

Wenn Sie ein "Aber" über Perowskit erwarten, gibt es ein paar.Ein Bestandteil des Perowskit-Kristallgitters ist Blei.Die Menge ist winzig, aber die potenzielle Toxizität von Blei macht es zu einer Überlegung.Das eigentliche Problem besteht darin, dass ungeschützter Perowskit durch Hitze, Feuchtigkeit und Feuchtigkeit leicht abgebaut wird, im Gegensatz zu Siliziumplatten, die routinemäßig mit 25-Jahres-Garantie verkauft werden.

Silizium ist besser im Umgang mit Lichtwellen niedriger Energie und Perowskit funktioniert gut mit sichtbarem Licht höherer Energie.Perowskit kann auch so abgestimmt werden, dass es verschiedene Lichtwellenlängen absorbiert – rot, grün, blau.Bei sorgfältiger Ausrichtung von Silizium und Perowskit bedeutet dies, dass jede Zelle einen größeren Teil des Lichtspektrums in Energie umwandelt.

Die Zahlen sind beeindruckend: Eine einzelne Schicht könnte 33 Prozent effizient sein;Stapeln Sie zwei Zellen, es sind 45 Prozent;drei Schichten würden einen Wirkungsgrad von 51 Prozent ergeben.Solche Zahlen würden, wenn sie kommerziell realisierbar sind, die erneuerbaren Energien revolutionieren.


Postzeit: 12.08.2021