Да ли је стигла ера ПВ 3.{1}}?

Према прорачунима, један сат сунчевог зрачења на земљи је довољна енергија да напаја свет читаву годину. Од Друге индустријске револуције, човечанство експериментише како да искористи соларну енергију. 1839. године су француски физичари открили фотонапонски ефекат; Британски научници су 1876. открили да се електрична енергија може произвести сијањем сунчеве светлости на селенски полупроводник; и 1893. године амерички инжењери су произвели прву соларну ћелију на свету, која је, иако је била ефикасна само 1 проценат, била корак напред.

Едмонд Бецкуерел, први француски физичар који је открио фотонапонски ефекат

Данас, више од једног века након увођења соларних ћелија, просечна ефикасност конверзије комерцијалних соларних ћелија је и даље ниска, а сложен и скуп производни процес је у великој мери ограничио њихову примену у различитим областима. Срећом, последњих година је забележен низ позитивних помака у области фотонапонске технике, са открићем у ефикасности нове генерације соларних ћелија, а научници чврсто верују да је ера фотонапонске енергије 3.{1}} пред нама.

Уобичајена соларна ћелија заснована на силицијуму је полупроводнички материјал П-типа и Н-типа спојени да формирају ПН спој, који формира пар рупа-електрон када сунчева светлост удари у панел, а коло се укључује да производи електричну струју. Тренутно је 90 посто свих соларних панела на бази силикона. Најкритичнији материјал за производњу соларних панела је силицијум, којег има у изобиљу на земљи, али да би се направили соларни панели он мора бити пречишћен до чистоће од 99,9999 посто или више. Ово неизбежно доводи до тога да је цео процес производње соларних панела на бази силикона сложен, загађујући и скуп. Дакле, соларни панели на бази силицијума нису разуман избор за фотонапонску производњу енергије. Појавила се нова генерација ћелија калцијум-титанијум руде, која не само да нуди огромно повећање ефикасности конверзије, већ је и много једноставнија и ефикаснија за производњу, и довољно танка да пола боце течности калцијум-титанијум руде може да напаја целу кућу. , и што је најважније, веома је јефтина за производњу!

Дакле, шта је соларни панел од калцијум титанита?

Под халкогенидом, ми заправо мислимо на било које од једињења АБКС3 са кристалном структуром сличном халкогениду, која је широко распрострањена широм земље. Калкогенидни соларни панели нису осетљиви на нечистоће и ефикасност конверзије од преко 20 процената може се постићи са чистоћом од око 90 процената.

Као једињење, његов састав се може подесити тако да се могу створити различити слојеви халкогенида за различите таласне дужине долазне светлости, што може значајно повећати ефикасност конверзије фотонапонског уређаја. За разлику од соларних панела на бази силицијума, халкогенид може имати више слојева ПН спојева, што омогућава слагање ефикасности халкогенидних панела. У теорији, халкогенид може да постигне ефикасност конверзије до 86.8 процената, али што је више слојева то ће бити већи трошкови производње и неизбежно ће бити нижи комерцијални приноси, тако да је главна пажња за комерцијалне халкогенидне плоче из лабораторије је да се слојеви слажу два пута, што је права продајна тачка халкогенида.

У ствари, научници су радили на халкогениду више од једне деценије, али због нестабилности његове кристалне структуре и кратког животног века, није постигнут значајан напредак све до јуна ове године, када су истраживачи са Универзитета Принстон објавили да су развили прва комерцијално одржива халкогенидна соларна ћелија, која означава важну прекретницу у људском истраживању обновљиве енергије. Светски економски форум је такође назвао руду калцијум-титанијума као једну од „10 технологија у настајању које ће променити људски живот”.