Φθηνότερα φωτοβολταϊκά κατά 75%: από το πυρίτιο στον περοβσκίτη

Καθώς η ζήτηση για ηλιακή ενέργεια και φωτοβολταϊκές κυψέλες αυξάνεται, αρκετές εταιρείες κατασκευής επενδύουν στην ανάπτυξη τεχνολογιών αύξησης της αποδοτικότητας και μείωσης του κόστους παραγωγής του εξοπλισμού.

Μέχρι πρότινος επιλέγονταν τα φθηνότερα υλικά, με αποτέλεσμα η ποιότητα, αλλά και η αποδοτικότητα των φωτοβολταϊκών συστοιχιών να αποτελούν το μεγάλο ζητούμενο.

Ωστόσο, μια νέα ανακάλυψη ίσως σηματοδοτήσει τη μετάβαση σε φθηνότερα φωτοβολταϊκά υψηλότερης απόδοσης. Βάση αυτής της μετάβασης ίσως είναι η υποκατάσταση του πυριτίου με τον περοβσκίτη.

Ο περοβσκίτης (αγγλ. perovskite) είναι ορυκτό οξείδιο του ασβεστίου και του τιτανίου. Έλαβε το όνομά του από τον Ρώσο ορυκτολόγο Λεβ Αλεξέγιεβιτς Περόβσκιι (Lev Aleksevich Perovskii), ενώ το ορυκτό ανακαλύφθηκε και περιγράφηκε από τον Γκούσταφ Ρόζε (Gustav Rose) το 1839 σε δείγματα παρμένα από τα Ουράλια όρη.

Πρόκειται για ένα υλικό ευκολότερο στην επεξεργασία από το πυρίτιο το οποίο αφθονεί σε μεγάλες ποσότητες.

Ποια είναι όμως τα χαρακτηριστικά του περοβσκίτη που τον καθιστούν τόσο ελκυστικό στους επιστήμονες που ασχολούνται με την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας;

1. Φθηνότερος: το κόστος επεξεργασίας του περοβσκίτη για την παραγωγή φωτοβολταϊκών πάνελ είναι πολύ μικρότερο από αυτό του πυριτίου, όφελος που θα μπορούσε να μετακυληθεί στους καταναλωτές και να συμβάλλει στην περαιτέρω διάδοση της τεχνολογίας.

2. Αυξημένη αποδοτικότητα: υλικό από περοβσκίτη, πάχους ενός μικρομέτρου μπορεί να παράξει όση ενέργεια παράγει μια κυψέλη πυριτίου πάχους 180 μικρομέτρων. Επίσης, η χρωστική του υλικού είναι περισσότερο αγώγιμη από το πυρίτιο. Τα παραπάνω σημαίνουν τη δυνατότητα κατασκευής λεπτότερων φωτοβολταϊκών κυψελών με πολύ υψηλότερη απόδοση μετατροπής του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Εκτιμάται ότι με τον περοβσκίτη η αποδοτικότητα ανεβαίνει στα επίπεδα του 25%.

Ωστόσο, σημαντικές τεχνολογικές εξελίξεις σημειώνονται και στην επεξεργασία του πυριτίου, οι οποίες του προσδίδουν ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα. Ποια είναι αυτά;

1. Εδραιωμένη θέση: με το πυρίτιο έχουν ήδη επιτευχθεί συγκεκριμένα επίπεδα αποδοτικότητας. Θεωρείται ευκολότερη η βελτίωση μιας υπάρχουσας τεχνολογίας σε σύγκριση με μια άλλη που βρίσκεται ακόμα στα σπάργανα όπως ο περοβσκίτης. Απαιτείται μια δεκαετία προτού ο περοβσκίτης γίνει εμπορικά βιώσιμος,διάστημα μέσα στο οποίο θα έχει εξελιχθεί και η τεχνολογία του πυριτίου.

2. Προσφορά και ζήτηση: ο ανταγωνισμός μεταξύ των εταιρειών κατασκευής φωτοβολταϊκών κυψελών διεξάγεται με επίκεντρο την αύξηση της αποδοτικότητας του πυριτίου. Σε μια εποχή οικονομικής δυστοκίας είναι δύσκολη η μεταφορά πόρων σε μια άγνωστη τεχνολογία, την ώρα που τα μερίδια αγοράς στενεύουν ολοένα και περισσότερο.

Παρότι ο περοβσκίτης είναι ένα πολλά υποσχόμενο υλικό, το πυρίτιο εξασφαλίζει ήδη φθηνότερους τρόπους παραγωγής, οι οποίοι τεχνολογικά εξελίσσονται.

Η μετάβαση στον περοβσκίτη απαιτεί τη διάθεση πόρων και ερευνητικού έργου που αυτή τη στιγμή οι ανταγωνιζόμενες εταιρείες του κλάδου, παρά τα ακλόνητα επιστημονικά δεδομένα για την υπεροχή του,  διοχετεύουν στο πυρίτιο.