"Vändpunkten" för perovskit-på-kisel solceller är här: Takkonstruktioner och "flygande vingar" kan utrustas med dessa mer kraftfulla perovskit-på-kisel solpaneler.
Beläget i utkanten av Oxford ser solforskningscentret ut som vilken industriell enhet som helst i oktobersolen. Men för entusiaster av grön energi är Oxford PV:s laboratorium lika spännande som chokladfabrik för barn.
Dussintals solceller delas ut till forskare i början av dagen, som sedan experimenterar: finjusterar deras sammansättning, stress-testar dem i klimatkammare och granskar dem i mikroskop för att skilja de bra cellerna från de dåliga.
Fabrik i Berlin
Deras hemliga ingrediens? Perovskit är en kristallstruktur som ökar effektiviteten hos solpaneler när den läggs på traditionella kiselsceller.
Oxford PV, som växte fram ur ett forskningsprojekt vid Oxfords universitet och har en fabrik nära Berlin, leder utvecklingen av perovskit-på-kisel tandemsolceller.
De befinner sig i gott sällskap i Oxford Pioneer Park, där experter också arbetar med elektriska motorer och kärnfusion. Oxford PV skördar nu frukterna av att ligga steget före med perovskit, med breda immateriella rättigheter och ett avtal med ett amerikanskt energibolag.
Effektivitetstak
Perovskit-på-kisel: det nästa stora solenergi-genombrottet? Ingen behöver övertygas om att framtiden innehåller mycket solenergi. Förutom att vara bättre för klimatet och energisäkerheten är sol- och vindenergi nu de billigaste sätten att tillföra elproduktion i nästan alla länder.
Men traditionella kiselsolceller når sin effektivitetstak på cirka 26 procent av solljus som omvandlas till elektrisk energi.
"Vi grundades 2010 mitt i den senaste vågen av solenergidöd, antingen i Europa på grund av kinesisk konkurrens eller i USA på grund av misslyckanden hos vissa nya tunnfilm-PV-företag," säger Oxford PV:s VD David Ward.
Det har funnits få utmanare till kisel under det senaste decenniet – vilket ofta är den tid det tar för en ny hårdteknisk innovation att slå igenom.
Oxford PV ser nu att världen vaknar upp till potentialen hos perovskit-på-kisel, för vilket de uppnådde ett världsrekord i effektivitet på 29,5 procent år 2020.
Sedan dess har det, enligt Ward, skett en "växande" utveckling av företag inom perovskit-kisel tandemområdet, som mestadels försöker komma ikapp.
Kan innehålla flera olika atomer
- Vändpunkten är mycket snabb, och det har varit sant inom hela PV-industrin i alla kiselgenerationer, tillägger Ward.
Vad är perovskit och hur fungerar det? Perovskit hänvisar till ett organiskt mineral som upptäcktes i Ryssland på 1800-talet och fick sitt namn efter mineralogen Lev Perovski. Det beskriver också denna typ av minerals kristallstruktur, som kan innehålla olika atomer.
I en vanlig solpanel skärs kiselblock i mycket tunna skivor och sprids ut för att täcka en bred yta. Metallkontakter läggs till som aktiverar kiselmaterialet. Totalt placeras omkring 60 celler tillsammans för att bilda panelen.
Absorberar ett högre energispektrum
För tandemceller beläggs perovskit som ett ännu tunnare lager (cirka 1 mikron jämfört med en kiselskiva på 150 mikron), vilket effektivt skapar två celler i en. Perovskiten är osynlig för blotta ögat men absorberar ett högre energispektrum från solen än vad kisel kan ta in.
Genom att producera mer energi per panel säger Crossland att "perovskit-på-kisel är den nästa teknikidén som tar solenergi bortom vad kisel ensamt kan göra." Där kisel har en teoretisk effektivitetspärm på 29 procent, kan tandemcellen nå 43 procent.
Den extra kostnaden för att lägga till perovskitlagret uppvägs mer än väl av värdet av denna extra energi, förklarar Ward, vilket gör det till ett "självklart val" för kommersiella partners.
Källa: Solar Power Worldonline.