Ηλιακή επανάσταση: Μια παλιά αναξιοποίητη τεχνολογία αυξάνει κατά 35% την απόδοση των φωτοβολταϊκών

Σε μελέτη που δημοσιεύεται στο Advanced Electronic Materials αναφέρεται ότι ερευνητές στη Φινλανδία έκαναν υλοποίησαν μια σημαντική καινοτομία που αναμένεται να βελτιώσει την αποδοτικότητα των ηλιακών πάνελ. Οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Ουλού χρησιμοποίησαν σιδηροηλεκτρικά υλικά και το φαινόμενο φωτοβολταϊκής επίδρασης όγκου (BPVE) ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας  αντί για ημιαγωγούς και κατάφεραν να αυξήσουν την απόδοση ηλεκτρικής ενέργειας κατά 35%.

Όπως διαβάζουμε στο thecooldown.com, η συμβατική τεχνολογία των ημιαγωγών βασίζεται σε ορισμένες επαφές μέσα στις κυψέλες για να μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτές οι επαφές, ωστόσο, περιορίζουν σημαντικά την απόδοση της διεργασίας.

Πέρα από τους ημιαγωγούς

Αντίθετα, τα κελιά BPVE δημιουργούν τις δικές τους επαφές, ένα φαινόμενο που αυξάνει την απόδοση σημαντικά, ειδικά όταν στα κελιά επιδρά ένα πολωτικό ηλεκτρικό πεδίο. Αν και το φαινόμενο είναι γνωστό από τη δεκαετία του 1960, η ομάδα των ερευνητών στη Φινλανδία είναι η πρώτη που χρησιμοποιεί σιδηροηλεκτρικούς κρυστάλλους για να παράγει ρεύμα.

Οι πιθανές εφαρμογές είναι πρακτικά ανεξάντλητες και ειδικά οι ηλεκτρονικές συσκευές θα μπορούσαν να αναβαθμιστούν σημαντικά με διατάξεις φόρτισης από τον ήλιο. Οι επιστήμονες σκοπεύουν να δοκιμάσουν την τεχνολογία BPVE σε μικρές συσκευές και να βελτιώσουν την τεχνολογία, ώστε στη συνέχεια να επεκταθεί στην παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας.

Ενέργεια ακόμη και στη σκιά

Ένα από τα πιο ενθαρρυντικά στοιχεία αυτής της ανακάλυψης είναι η δυνατότητα λειτουργίας των BPVE κυψελών σε χαμηλότερες εντάσεις φωτός σε σύγκριση με τα παραδοσιακά φωτοβολταϊκά. Αυτό σημαίνει ότι η τεχνολογία μπορεί να αποδώσει ακόμα και σε συνθήκες σκίασης ή χαμηλού φωτισμού, όπως σε αστικά περιβάλλοντα ή περιοχές με συχνή νέφωση. Επιπλέον, η χρήση σιδηροηλεκτρικών υλικών, τα οποία είναι συχνά λιγότερο τοξικά και πιο φιλικά προς το περιβάλλον από ορισμένους ημιαγωγούς, ενισχύει τον βιώσιμο χαρακτήρα της τεχνολογίας.

Προς ένα βιώσιμο ενεργειακό αύριο

Ενδιαφέρον παρουσιάζει και το γεγονός ότι η τεχνολογία BPVE ενδέχεται να ανοίξει τον δρόμο για πιο ευέλικτες και λεπτές μορφές φωτοβολταϊκών, κατάλληλες για εφαρμογές σε υφάσματα, κινητά τηλέφωνα, ακόμα και σε διαφανή υλικά όπως τα παράθυρα. Έτσι, θα μπορούσαν στο μέλλον να δημιουργηθούν «έξυπνες» επιφάνειες που παράγουν ενέργεια χωρίς να αλλοιώνεται η αισθητική τους.

Προς το παρόν, οι ιδιοκτήτες φωτοβολταϊκών πάνελ επωφελούνται χιλιάδες ευρώ από την εξοικονόμηση καυσίμων και τις επιδοτήσεις για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, και μία αύξηση κατά 35% θα είχε ακόμα μεγαλύτερο όφελος. Παράλληλα, θα βοηθούσε στη μείωση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων του θερμοκηπίου, συμβάλλοντας σε ένα πιο «πράσινο» μέλλον.

Η πρόκληση τώρα έγκειται στην εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας. Χρειάζεται να διερευνηθεί η ανθεκτικότητα των BPVE κυψελών σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας και η δυνατότητα μαζικής παραγωγής σε ανταγωνιστικό κόστος. Εάν οι μελλοντικές μελέτες και τα πρωτότυπα αποδείξουν σταθερή απόδοση και οικονομική βιωσιμότητα, η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να διαμορφώσει το ενεργειακό μέλλον του πλανήτη.