Il Costo Delle Celle Solari Non Ha Nessun Posto Dove Andare Se Non Giù, Giù, Giù

2023 Autore: Isabella Ferguson | [email protected]. Ultima modifica: 2023-11-26 12:51

Le celle solari al silicio meritano una pacca sulla spalla per aver inaugurato la rivoluzione delle energie rinnovabili, ma ora è il momento di mettere in campo una tecnologia più efficiente e meno costosa. Se hai indovinato che significa perovskiti, corri fuori e comprati un sigaro. Nell'ultimo sviluppo, l'azienda britannica Oxford PV ha appena annunciato che le sue nuove celle solari in perovskite hanno stabilito un record mondiale per l'efficienza di conversione. Ciò pone le basi per un più ampio accesso alla tecnologia fotovoltaica e crea un altro grattacapo per le parti interessate dell'energia fossile.

Con una nuova generazione di celle solari in perovskite da record all'orizzonte, la rivoluzione del fotovoltaico è appena iniziata (foto per gentile concessione di Oxford PV).

Ancora un'altra svolta per le celle solari in perovskite a basso costo

Per quelli di voi nuovi all'argomento, le perovskiti sono una classe di materiali sintetici basati sulla struttura cristallina della perovskite minerale naturale. La perovskite naturale è stata scoperta nel 19° secolo, ma la sua applicazione alla tecnologia fotovoltaica è una cosa del 21° secolo.

Il primo studio solare sulla perovskite è stato pubblicato nel 2009. Ha suscitato una tempesta di interesse tra i ricercatori solari di tutto il mondo grazie al potenziale di fornire un'elevata efficienza di conversione solare con un materiale poco costoso, insieme a buone prospettive di basso costo, alta produzione di rendimento.

Non essendoci un pasto gratuito, i tentativi iniziali di fabbricare celle solari in perovskite hanno avuto problemi di stabilità e durata. Questi problemi sono stati ampiamente risolti lungo la strada, una strategia è stata quella di combinare un film sottile di perovskite con un altro materiale fotovoltaico più affidabile.

Questo ci porta all'ultimo sviluppo da record. Oxford PV è apparso regolarmente sul radar CleanTechnica dal 2013, quando è uscito dal gruppo Henry Snaith dell'Università di Oxford nel Regno Unito con una pretesa di efficienza di conversione del 15,4% per le sue celle solari in perovskite.

Non è nemmeno vicino all'efficienza delle migliori celle solari al silicio sul mercato oggi, che raggiungono circa il 25% nei test di laboratorio. Tuttavia, è stato abbastanza buono per scommettere sul ranch su più ricerca e sviluppo di perovskite.

Nel 2014 la società stava esplorando il potenziale di un film sottile di perovskite per aumentare l'efficienza di conversione solare del silicio, e nel 2015 stava attirando un sacco di soldi per sostenere i suoi piani per espandere i suoi sforzi di ricerca e sviluppo sulla perovskite in altre celle solari e persino vetro normale.

Sembra che tutto quel duro lavoro sia stato ripagato. Lunedì, Oxford PV ha annunciato che l'ultima iterazione delle sue celle solari al silicio più perovskite ha raggiunto il 29,5%, come confermato dal National Renewable Energy Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

No aspetta, è un'altra davvero, davvero grande svolta per le celle solari in perovskite

La nuova cella solare non è al 100% perovskite, ma consente comunque notevoli risparmi riducendo la quantità di silicio necessaria per fornire i kilowatt puliti. Il silicio è più costoso della perovskite, quindi a parità di condizioni, la nuova cella solare costerà molto meno di una controparte interamente in silicio.

Secondo Oxford PV, la nuova cella solare genererà anche il 20% in più di energia nelle applicazioni sui tetti residenziali rispetto a una cella solare al silicio comparabile, il che significa che potrebbe espandere il mercato solare sui tetti a edifici più piccoli con tetti più piccoli.

Per guardarlo da un'altra angolazione, Oxford PV calcola che 35 chilogrammi di perovskite possono generare la stessa quantità di energia di 7 tonnellate di silicio. Sono tonnellate. Tonnellate. Tonnellate.

Avvolgi la testa intorno a quella cifra di 7 tonnellate e ciò che salta fuori sul radar della perovskite è la ridotta necessità di energia coinvolta nell'approvvigionamento, nella spedizione e nella produzione dal lato dell'offerta, il tutto in aggiunta all'energia rinnovabile prodotta dal lato utente.

Quanto velocemente - e quanto lontano - può andare il solare?

Oxford PV mira ad avere la sua nuova cella solare pronta per il mercato entro il 2022. Potrebbe sembrare un lungo periodo di attesa, ma è un battito di ciglia rispetto al ritmo dei progressi nella tecnologia del silicio.

Non scaricare su silicio o altro, ma è stato un lungo cammino raggiungere il 25% per l'efficienza di conversione delle celle solari al silicio. La prima cella solare pratica al silicio è stata introdotta nel 1954 dai Bell Labs con un'efficienza di conversione del 6%, basandosi su una precedente ricerca sul silicio condotta presso Bell negli anni '40.

Ora confrontalo con il ritmo di miglioramento delle celle solari perovskite negli ultimi 11 anni.

Se stai pensando a quello che stiamo pensando, una nuova generazione di celle solari economiche significa che la tecnologia fotovoltaica sarà presto comune e accessibile come qualsiasi altro grande elettrodomestico, da una TV a un sistema HVAC e tutto il resto.

L'accesso solare si espanderà anche per le famiglie che non possono ottenere i propri pannelli solari sul tetto a causa di ostacoli finanziari, rapporti tra inquilino e proprietario o problemi tecnologici come troppa ombra.

Qui negli Stati Uniti, l'accesso solare è un argomento scottante per i responsabili politici del Dipartimento dell'Energia, nonostante la retorica favorevole ai fossili del presidente uscente Donald J. Trump.

La scorsa primavera il DOE ha rilanciato l'obiettivo dell'era Obama di portare programmi solari comunitari a prezzi accessibili a ogni famiglia - cioè ogni famiglia - negli Stati Uniti entro il 2025. Ciò include lo sblocco del mercato solare per le famiglie a basso e medio reddito.

La nuova iterazione del programma DOE si basa sulle lezioni apprese dalla "Solar in Your Community Challenge" emessa dal National Renewable Energy Laboratory del DOE durante il primo anno in carica di Trump, e da allora hanno martellato il mercato solare condiviso. Proprio lo scorso ottobre, il DOE ha introdotto una nuova prospettiva che prevede finanziamenti a prezzi accessibili per progetti solari condivisi.

Ma aspetta, c'è più solare in arrivo

Il basso costo delle celle solari in perovskite è solo uno degli elementi della prossima rivoluzione fotovoltaica. Oxford PV è già in attesa dello sviluppo di una cella solare al 100% in perovskite, che apre una gamma completamente nuova di applicazioni per la tecnologia fotovoltaica.

Quanti? Il National Renewable Energy Laboratory del DOE ha sostenuto la causa della tecnologia fotovoltaica perovskite fin dall'inizio, quindi facciamoglielo spiegare:

“… la tecnologia basata sulla perovskite possiede un potenziale di trasformazione per un rapido dispiegamento solare su scala terawatt. Le proprietà dei materiali di base hanno anche suscitato interesse nell'utilizzo di semiconduttori ibridi di perovskite in una classe più ampia di applicazioni energetiche che abbracciano i tradizionali sistemi elettronici e ottici”.

NREL ha prestato particolare attenzione ai sistemi di perovskite ad alogenuri, che possono essere letteralmente dipinti o stampati su superfici.

"Lo spazio di applicazione per questa classe generale di sistemi include elettronica a bassa potenza, emettitori di luce, rilevatori e sistemi di circuiti integrati associati per la gestione dinamica dell'energia con numerose applicazioni", spiega il laboratorio, aggiungendo che "le dinamiche uniche di raffreddamento del vettore indicano che questi sistemi possono anche essere convincenti per le applicazioni termoelettriche e di recupero di energia associate che attraversano le esigenze energetiche civili e militari”.

Il presidente entrante Joe Biden avrà molto da fare quando entrerà in carica il 20 gennaio, ma sembra proprio che abbia un inizio in corsa su una nuova e più potente ondata di tecnologia fotovoltaica.

*Sviluppo della storia.

Foto: celle solari in perovskite per gentile concessione di Oxford PV.