...

Ogniwo perowskitowo–krzemowe Oxford PV

29 lipca 2021
Ogniwo perowskitowo–krzemowe Oxford PV

Oxford PV jest pionierem i liderem technologicznym w dziedzinie fotowoltaiki opartej na perowskicie z portfolio ponad 350 patentów. Posiada znaczącą organizację badawczo-rozwojową w Oxfordzie w Wielkiej Brytanii oraz fabrykę w Brandenburg an der Havel w Niemczech. W grudniu 2020 r. perowskitowe ogniwo słoneczne Oxford PV ustanowiło nowy certyfikowany rekord świata na poziomie 29,52%.

Obecnie główna technologia fotowoltaiczna – krzem – osiąga swój praktyczny i ekonomiczny limit wydajności fotowoltaicznej. Technologia ogniwa perowskitowo – krzemowego  pozwoli producentom krzemowych ogniw słonecznych i modułów przełamać tę barierę. Znacząca poprawa wydajności fotowoltaiki krzemowej umożliwi redukcję kosztów, która zmieni ekonomię i przyspieszy globalny wzrost produkcji energii elektrycznej ze słońca.

Perowskit Oxford PV to cienkowarstwowa technologia fotowoltaiczna, wykonana z powszechnie dostępnych, tanich materiałów syntetycznych. Jest 200 razy skuteczniejszy w pochłanianiu energii słonecznej w porównaniu z konwencjonalnymi krzemowymi ogniwami słonecznymi. Z tego powodu można go nakładać jako cienką warstwę o grubości poniżej jednego mikrona na krzemowe ogniwa słoneczne, aby radykalnie poprawić ich wydajność.

Tandemowe ogniwa słoneczne, wbudowane w moduły fotowoltaiczne, dostarczają więcej mocy na metr kwadratowy. Po nałożeniu na konwencjonalne ogniwa krzemowe o wymiarach 156 mm x 156 mm, powstałe tandemowe ogniwa perowskitowo – krzemowe wykazują znacznie lepszą wydajność. Przekształcają one 29,52% energii słonecznej w energię elektryczną. Przewyższa to najwyższą w historii wydajność jednozłączowego krzemowego ogniwa słonecznego, potwierdzając zdolność perowskitu do zwiększania wydajności fotowoltaiki opartej na krzemie.

Podejście tandemowe – powlekanie zwykłego wafla krzemowego cienką warstwą materiału perowskitowego – umożliwia Oxford PV przechwytywanie większej ilości dostępnego promieniowania słonecznego. Warstwa perowskitu pochłania krótsze fale, podczas gdy warstwa krzemu pochłania fale dłuższe.

Wczesne prototypy perowskitowych ogniw fotowoltaicznych były niestabilne i szybko ulegały degradacji. Jednak w ciągu ostatniej dekady naukowcy stale poprawiali stabilność i trwałość materiałów perowskitowych zarówno do zastosowań wewnętrznych, jak i zewnętrznych.

Niektórzy badacze energii słonecznej pozostają sceptyczni wobec perowskitów, wskazując na potencjał degradacji materiału pod wpływem wilgoci, ostrych temperatur, mgły solnej, tlenu i innych pierwiastków. Case mówi, że ogniwa Oxford PV przeszły szereg przyspieszonych testów warunków skrajnych, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych.

Oxford PV zaprojektowała swoją technologię tak aby była stabilna i przeszła kluczowe testy niezawodności w branży fotowoltaicznej.

Grudzień 2020 r. był miesiącem, w którym amerykańskie National Renewable Energy Laboratory certyfikowało nowy rekord brytyjskiej firmy Oxford PV. Pojedyncze ogniwo słoneczne pokryte mineralnym perowskitem , jak potwierdził NREL, może teraz przekształcić 29,52% padającej energii słonecznej w energię elektryczną.

Firma twierdzi, że w ciągu czterech lat wyprodukuje ogniwa z 33 – procentową wydajnością. Jeden z konkurentów w wyścigu perowskitowo – krzemowym fotowoltaiki, niemiecki instytut badawczy  Helmholtz – Zentrum Berlin, osiągnął już  29,15 procent wydajności  ze swoim ogniwem perowskitowym i  spodziewa  się, że będzie w stanie podnieść jego wydajność do 32,4 procent.

Dnia 23 lipca 2021 r.  Oxford PV ogłosił zakończenie rozbudowy swojego zakładu produkcyjnego w Brandenburgu nad Hawelą w Niemczech. Zakład mieści pierwszą na świecie masową linię produkcyjną innowacyjnych tandemowych ogniw słonecznych typu perowskit na krzemie firmy Oxford PV o docelowej rocznej zdolności produkcyjnej 100 MW. Oxford PV spodziewa się, że linia rozpocznie pełną produkcję w 2022 roku.

Nasze zespoły z Wielkiej Brytanii i Niemiec wraz z naszymi dostawcami pracowali sumiennie, aby zbudować  fabrykę w Brandenburgii. Od 2017 roku działamy na miejscu na małej linii produkcyjnej, co pozwoliło  zoptymalizować nasz produkt i zweryfikować, czy spełniamy  długoterminowe cele w zakresie stabilności i zdolności produkcyjnych. Teraz, gdy technologia jest gotowa do wdrożenia, a budowa fabryki została zakończona, jesteśmy podekscytowani możliwością zrealizowania naszej misji uczynienia z perowskitu fotowoltaicznego głównego nurtu technologii fotowoltaicznej – mówi Frank P. Averdung, dyrektor generalny Oxford PV.

Wraz z osiągnięciem tego kamienia milowego w fabryce Oxford PV zakończyło wyłączną współpracę z Meyer Burger.

Oxford PV spodziewa się, że rozpocznie sprzedaż swoich ogniw perowskitowo – krzemowych na początku 2022 r. Byłaby wówczas pierwszą firmą, która wprowadziła taki produkt na światowy rynek fotowoltaiczny.

Źródło: oxfordpv.com

Opracowanie: Mirosław Grabania