Inginerii din Coreea de Sud au atins o conversie record a energiei cu panouri fotovoltaice semitransparente

Panourile fotovoltaice au evoluat foarte mult în randamentul lor în ultimii ani, iar marea cursă se dă în prezent pe atingerea unei conversii cât mai mari în transformarea energiei conţinută în lumina solară care ajunge pe suprafaţa unei celule fotovoltaice în electricitate. Inginerii sud-coreeni au reuşit să atingă un nou record, însă nu printre panourile obişnuite, ci printre cele semitransparente, crescând astfel enorm de mult aria de utilizare.

Ei au folosit o compoziţie bazată pe perovskit, un compus care e un oxid de calciu şi titan, utiliat cam de toţi cei care au reuşit să marcheze recorduri apropiate în ultimul timp. Inginerii au reuşit să integreze noua compoziţie în crearea unor celule semitransparente, care să lase o parte din lumină să treacă prin suprafaţa acestora, dar totodată au reuşit să atingă o conversie de energie mai mare decât cea a panourilor obişnuite mate.

Dacă panourile obişnuite performante în lume ajung de obicei să convertească maxim 20% din energia luminii pe care o primesc pe suprafaţa lor în electricitate, atunci noile panouri fotovoltaice semitransparent ale inginerilor din Coreea de Sud au atins conversia de 21,68%. Nu e un record absolut dacă luăm în calcul rezultatele atinse recent de alte echipe de ingineri cu perovskit şi cu panouri mate, însă e un record pentru panouri semitransparente. Şi anume aici se ascunde potenţialul enorm al acestor panouri.

Foto: Panouri mat cu perovsit

Pentru că de foarte multe ori, terenul pe care sunt instalate panourile solare devine ocupat în totalitate de acestea şi astfel e extras din circuitul agricol, sau pur şi simplu din circuitul obişnuit, ori strică aspectul unor peisaje frumoase, care se doresc a rămâne libere şi sălbatice în natură. Tocmai de asta, într-o regiune din Elveţia acum câteva luni locuitorii au respins prin referendum instalarea de panouri solare pe crestele de munţi din apropierea lor, iar germanii au soluţii de a instala panouri verticale pe câmpuri agricole, printre rândurile de culturi. Iar elveţienii utilizează elemente de construcţii deja existente, pe alocuri, cum ar fi pereţi de autostradă, pentru a monta acolo panouri fotovoltaice ce pot capta şi lumina difuză.

Foto: Panouri fotovoltaice pe pereţi de autostrăzi în Elveţia

Ei bine, cam asta pot face şi aceste noi panouri dezvoltate acum de inginerii din Coreea de Sud. Datorită transparenţei lor, ele pot fi aplicate pe geamurile edificiilor, spre exemplu, sau pe faţadele acestea, fără a le acoperi în totalitate şi a bara lumina solară să ajungă în interior. Astfel, suprafeţele imense de edificii pot deveni productive energetic, fără a compromite confortul vieţii din interiorul acelor edificii. Şi întrucât aceste panouri semitransparente sunt chiar mai productive decât cele mate obişnuite puse în prezent pe câmpuri, soluţia n-ar fi una periferică, de a scoate cumva măcar un minim de randament, ci ar fi chiar mai eficientă decât soluţiile aplicate pe larg în prezent.

Ideea de a face panouri fotovoltaice semitransparente poate părea genial de simplă, încât să ne întrebăm de ce n-am auzit pe larg despre ele până acum. Dar adevărul e că pentru a asigura transparenţa, trebuie înlocuit stratul conductor de sub partea vizibilă a celulelor. Dacă se montează unul transparent, cu fire minime conductoare, are de scăzut drastic performanţa. Sud-coreenii au folosit însă un strat de oxizi metalici, unde au inserat şi litiu, iar conductivitatea mare a litiului a compensat structura dispersată, care-i asigură transparenţă panoului fotovoltaice. Deci, până la urmă, în producţia la scară largă a unor asemenea panouri va fi nevoie de litiu, care e şi aşa un material solicitat în producţia de baterii.

Soluţia acestor panouri ar fi atât de bună, spun inginerii, încât dacă ele sunt montate pe panouri mate, conversia creşte la 31,5%, ceea ce se apropie de recordul absolut atins în laborator de chinezi în noiembrie 2023 şi de maximul teoretic al randamentului, de 33,7%, o cifră numită de ingineri şi limită Shockley-Quieser.

Foto: Echipa de ingineri sud-coreeni care au creat noile panouri

Totuşi, inginerii sud coreeni văd atractivitatea tehnologiei dezvoltate de ei mai ales în direcţia panourilor semitransparente, pentru că anume acolo ar exista o mare nişă neacoperită, ce ar permite folosirea suprafeţelor imense de faţade şi geamuri din oraşele lumii, fără a consuma alt teren. Iar dacă cei care instalează panouri fotovoltaice nu mai trebuie să investească în terenul pe care stau acestea, ci folosesc structuri deja existente, atunci costul întregii investiţii devine mai mici şi ideea capătă atractivitate şi mai mare.