Z Oxfordu do Braniborska. A teď do celého světa

V roce 2009 se ve fotovoltaice nenápadně vynořila nová materiálová hvězda: materiály známé jako perovskity. Od začátku byla řada odborníků přesvědčených, že tyto materiály by mohla solární energii nadále zlevňovat.

Do popředí „perovsktitové scény“ se brzy vyhoupl Henry Snaith z Oxfordské univerzity. Snaith představil v časopise Science první perovskitový článek, který nepotřebuje kapalný elektrolyt. I v době, kdy k dispozici jen malé laboratorní vzoky, prohlašoval, že v brzké době nebude problém s pomocí perovskitů postavit články s účinností zhruba 20 až 25 procent.

Myšlence věřil nejen po stránce akademické. Spoluzaložil spin-off Oxford PV, se kterým chtěl články přivézt na trh. Firma se roky věnovala pouze vývoji, to se však pomalu láme. V roce 2021 by ale už měly její panely být začít být k vidění na střechách.

Do Německa

Společnost Oxford PV se pomalu přesouvá do větších měřítek. Koupila továrnu u města Branibord nad Havolou (Brandenburg) nedaleko Berlína. Závod vznikl v dobách, kdy se Německo pokoušelo stát významným výrobcem ve fotovoltaice. Měly se v něm vyrábět velmi tenké křemíkové panely s nízkými materiálovými náklady, ale výrobce (a do značné míry ani technologie samotná) v čínské konkurenci neobstál.

Perovskitový článek (kredit Saule Technologies)
Perovskitový článek (kredit Saule Technologies)

Oxford PV se rozhodlo, že ani ona rozšířeným křemíkovým článkům v mnoha ohledech konkurovat nemůže. Vydalo se cestou kombinace křemíků a perovskitů. Tak by mělo být alespoň na papíře postavit článek s účinnosti kolem 30 procent, která je pro běžné křemíkové zcela nedosažitelná. Stačí zkombinovat běžný křemíkový článek s účinností kolem 20 procent a perovskitový článek s účinností něco nad 15 procent. Není tedy zapotřebí „špičkově vyladěný“ perovskit, jehož vývoj by si vyžádal hodně času.

I když tedy perovskity zatím křemík v účinnosti nedohnaly, spojení sil obou materiálů údajně funguje. Oxford PV v listopadu 2018 předvedlo kombinovaný křemíkovo-perovsktivoý článek s naměřenou účinností 28 procent (což mimochodem znamená, že samotný perovskitový článek zřejmě má účinnost ani ne 15 procent, a ještě spíše nějakých 11-12 procent). Na konci roku 2020 se rekord posunul na 29,5 procenta (takže účinnost perovskitu se zvýšila již k oněm 15 procentům).

Dnes běžně dostupné křemíkové panely mají účinnost maximálně do 20 procent. Kombinovaný panel by tedy měl za stejné plochy vyrobit zhruba o třetinu více energie. Zároveň s tím by měla klesnout cena za vyrobenou kilowatthodinu. To nehraje velkou roli, pokud stavíte solární park na poušti. Ale může to být důležité pro střešní instalace, kde bývá místa nedostatek.

Systém funguje tak, že dopadající světlo nejprve projde jednou vrstvou perovskitového materiálu, který dobře pohlcuje především světlo kratších vlnových délek (tedy směrem k modré části spektra). Naopak křemíkový článek je účinnější při absorpci světla větších vlnových délek. Obě vrstvy se tak dobře doplňují. A do budoucna by mělo být možné vrstvy dále přidávat, a zvýšit účinnost snad až ke 40 procentům, doufají výzkumníci (a to nejen ti z Oxford PV).

Závod Oxford PV v německém Braniboru nad Havolou (foto: Oxford PV)
Závod Oxford PV v německém Braniboru nad Havolou (foto: Oxford PV)

Kdy a za kolik?

Otázku samozřejmě je, kolik za výkon navíc připlatíme. Společnost také tvrdí, že již má vyvinutý výrobní proces, během kterého přidání perovskitu představuje pouze jeden krok navíc v rámci výroby samotného křemíkového článku. Cílem samozřejmě je, aby cena za vyšší účinnost byla dostatečně nízká.

Bohužel v tuto chvíli nevíme, jak to ve skutečnosti s cenou panelů bude. Cenově konkurovat velkým výrobcům je pro malou firmu prakticky nemožné, a tak Oxford PV zvolila jinou cestu a chce svou technologii pouze licencovat.

Linka v Braniboru sloužila zatím pouze pro vývoj, k výrobě prototypů a jako demonstrační zařízení pro případné zákazníky. Články určené přímo pro zákazníky se mají začít vyrábět až v průběhu roku 2021. V druhé polovině roku by pak údajně měla dosáhnout plánované výrobní kapacity, která činí kolem175 MW panelů ročně. To je zatím pouze kapka v moři. Snaith a jeho firma ještě nejsou ze start-upového údolí smrti venku.

Související články

Vložit komentář...