מדעני KAUST פיתחו מפת דרכים למסחור תאים סולאריים טנדם פרוסקיט/סיליקון יעילים ביותר, המבטיחים עתיד של אנרגיה נקייה במחיר סביר. בהתמודדות עם אתגרים מיישום בעולם האמיתי ועד לייצור, הם שואפים לשנות את נוף האנרגיה העולמי, כאשר שווי השוק של הטכנולוגיה צפוי לעלות על 10 מיליארד דולר בתוך עשר שנים. קרדיט: 2024 KAUST
חוקרים מאוניברסיטת המלך עבדאללה למדע וטכנולוגיה (KAUST) פיתחו תוכנית מקיפה להחדרת תאים סולאריים טנדם פרוסקיט/סיליקון לשוק, מה שמכינים את הבמה לעולם הנמרץ מאנרגיה מתחדשת נרחבת וחסכונית, הן בסעודיה והן באופן גלובלי.
מחברי המאמר, פורסם בכתב עת מוערך מַדָע, כוללים את פרופ' סטפן דה וולף וצוות המחקר שלו במרכז הסולארי KAUST. הצוות עובד על שיפור היעילות הסולארית כדי לעמוד ביעדי השמש של ערב הסעודית.
טכנולוגיית טנדם Perovskite/סיליקון משלבת את החוזקות של שני חומרים – ספיגת האור היעילה של perovskite והיציבות ארוכת הטווח של הסיליקון – להשגת יעילות שוברת שיאים. בשנת 2023, מעבדת דה וולף דיווחה על שני שיאי עולם ביעילות המרת הספק, כאשר חמישה הושגו ברחבי העולם באותה שנה, והראו התקדמות מהירה בטכנולוגיית טנדם פרוסקיט/סיליקון.
אתגרים ופתרונות למסחור
עם זאת, תרגום הצלחת המעבדה ליישום בעולם האמיתי דורש שיקול דעת זהיר. המאמר מתאר אתגרים מרכזיים ומציע פתרונות למסחור.
בין אלה יש שיקול של תנאים בעולם האמיתי, כמו טמפרטורה משתנים ואור שמש. המחברים מציעים בדיקות גיאוגרפיות – בדומה לרפואה מותאמת אישית עבור תאים סולאריים – כדי לייעל את הביצועים עבור מיקומים ספציפיים.
שיקול נוסף הוא בדיקות יציבות מואצות. התאים הסולאריים הפרוסים חייבים להיות בעלי תוחלת חיים שנמשכת עשרות שנים. בהתאם לכך, יש צורך בבדיקות שדוחסות שנים של בלאי לטווח זמן קצר בהרבה. הבנת שיעורי השפלה היא חיונית לקביעת מחירים תחרותיים ואחריות.
שיקולי ייצור וצפי עתידי
לבסוף, תהליכי הייצור הנוכחיים כרוכים בעלויות חומר גבוהות ובכימיקלים שעלולים להיות מסוכנים שעשויים לדרוש אמצעי זהירות יקרים. המאמר מציע פרדיגמות עבור קווי ייצור טנדם מונוליטיים ומכניים כאחד כדי לזהות הזדמנויות להפחתת עלויות.
"השוק של טנדמים פרוסקיט/סיליקון צפוי לעלות על 10 מיליארד דולר בתוך עשור", אמר פרופסור סטפן דה וולף. "KAUST נמצאת בחזית המהפכה הזו, ומניחה את הבסיס לאנרגיה נקייה במחיר סביר ונגיש לכולם."
ארקן איידין, מחבר אחר של המחקר צפוי לעזוב את מעבדת דה וולף ב-2024 כדי להקים מעבדה משלו באירופה.
מחקר פורץ הדרך ב-KAUST בנושא פוטו-וולטאים טנדם פרוסקיט/סיליקון מדגים את המחויבות של האוניברסיטה לפיתוח טכנולוגיות ירוקות המקדמות מדיניות נטולת פחמן ומבטיחות עתיד בר קיימא.
