Εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα που βρίσκονται σε απόσταση;
εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα , επίσης γνωστά ως ηλιακά κύτταρα λεπτού υδατογράφου, έχουν αναπτυχθεί εδώ και δεκαετίες, αλλά δεν έχουν ακόμη γίνει εμπορικά βιώσιμη εναλλακτική λύση στα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα πυριτίου. Ωστόσο, οι πρόσφατες εξελίξεις στην επιστήμη των υλικών και την τεχνολογία εκτύπωσης φέρνουν τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα πιο κοντά στην πραγματικότητα.
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ανάπτυξη εκτυπώσιμων ηλιακών κυττάρων είναι να βρεθεί ένας τρόπος για να καταθέσετε ένα λεπτό στρώμα υλικού ημιαγωγών σε ένα εύκαμπτο υπόστρωμα. Τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα κατασκευάζονται με εναπόθεση ενός υλικού ημιαγωγού σε ένα άκαμπτο υπόστρωμα, όπως γυαλί ή πυρίτιο. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν είναι κατάλληλη για εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα, τα οποία πρέπει να είναι ευέλικτα για να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές όπως κατασκευές προσόψεις και φορητά ηλεκτρονικά.
Μια άλλη πρόκληση στην ανάπτυξη εκτυπώσιμων ηλιακών κυττάρων είναι η εύρεση ενός τρόπου για να τα καταστήσουν αρκετά αποτελεσματικά ώστε να είναι εμπορικά βιώσιμα. Τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα πυριτίου μπορούν να έχουν αποτελεσματικότητα έως και 25%, αλλά τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα έχουν τυπικά αποτελεσματικότητα μικρότερη από 10%. Ωστόσο, οι πρόσφατες εξελίξεις στην επιστήμη των υλικών οδήγησαν στην ανάπτυξη νέων υλικών ημιαγωγών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή εκτυπώσιμων ηλιακών κυττάρων με αποτελεσματικότητα έως και 15%.
Παρά τις προκλήσεις, υπάρχουν διάφοροι λόγοι για να είμαστε αισιόδοξοι για το μέλλον των εκτυπώσιμων ηλιακών κυττάρων. Τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα είναι ελαφριά, ευέλικτα και μπορούν να εναποτίθενται σε μια ποικιλία υποστρωμάτων. Είναι επίσης σχετικά φθηνά για την κατασκευή, γεγονός που θα μπορούσε να τους κάνει μια οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση σε παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα πυριτίου.
Εάν τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα μπορούν να γίνουν αρκετά αποτελεσματικά και αρκετά οικονομικά αποδοτικά, θα μπορούσαν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην ηλιακή βιομηχανία. Τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας σε μια ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των στέγης, των προσόψεων κατασκευής και των φορητών ηλεκτρονικών ειδών. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα και να καταστήσουμε την ανανεώσιμη ενέργεια πιο προσιτή.
Εδώ είναι μερικές από τις πρόσφατες εξελίξεις που έχουν φέρει εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα πιο κοντά στην πραγματικότητα:
* Perovskite ηλιακά κύτταρα: Τα ηλιακά κύτταρα Perovskite είναι ένας νέος τύπος εκτυπώσιμου ηλιακού κυττάρου που έχει τη δυνατότητα να είναι πολύ πιο αποτελεσματική από τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα πυριτίου. Τα ηλιακά κύτταρα Perovskite κατασκευάζονται με την εναπόθεση ενός λεπτού στρώματος υλικού περοβσκίτη σε ένα εύκαμπτο υπόστρωμα. Τα υλικά Perovskite είναι μια κατηγορία κρυσταλλικών υλικών που έχουν μια μοναδική δομή που τους επιτρέπει να απορροφούν αποτελεσματικά το φως. Τα ηλιακά κύτταρα Perovskite έχουν αποδειχθεί ότι έχουν αποτελεσματικότητα έως και 25%, η οποία είναι συγκρίσιμη με τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα πυριτίου.
* Τα ηλιακά κύτταρα Quantum Dot: Τα ηλιακά κύτταρα Quantum Dot είναι ένας άλλος τύπος εκτυπώσιμου ηλιακού κυττάρου που έχει τη δυνατότητα να είναι πολύ πιο αποτελεσματική από τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα πυριτίου. Τα ηλιακά κύτταρα κβαντικών κουκίδων κατασκευάζονται με την εναπόθεση ενός λεπτού στρώματος κβαντικών κουκίδων σε ένα εύκαμπτο υπόστρωμα. Οι κβαντικές κουκίδες είναι μικροσκοπικά σωματίδια υλικού ημιαγωγού που έχουν μοναδικές οπτικές ιδιότητες που τους επιτρέπουν να απορροφούν αποτελεσματικά το φως. Τα ηλιακά κύτταρα κβαντικής κουκίδας έχουν αποδειχθεί ότι έχουν αποτελεσματικότητα έως και 20%, η οποία είναι συγκρίσιμη με τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα πυριτίου.
* Πολυμερή ηλιακά κύτταρα: Τα πολυμερή ηλιακά κύτταρα είναι ένας τύπος εκτυπώσιμου ηλιακού κυττάρου που κατασκευάζεται με την εναπόθεση ενός λεπτού στρώματος πολυμερούς υλικού σε ένα εύκαμπτο υπόστρωμα. Τα πολυμερή υλικά είναι οργανικά υλικά που έχουν μια μοναδική δομή που τους επιτρέπει να απορροφούν αποτελεσματικά το φως. Τα πολυμερή ηλιακά κύτταρα έχουν αποδειχθεί ότι έχουν αποτελεσματικότητα έως και 15%, η οποία είναι χαμηλότερη από τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα πυριτίου, αλλά εξακολουθεί να είναι αρκετά υψηλό για να είναι εμπορικά βιώσιμο.
Αυτές είναι μόνο μερικές από τις πρόσφατες εξελίξεις που έχουν φέρει εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα πιο κοντά στην πραγματικότητα. Εάν συνεχιστούν αυτές οι προόδους, τα εκτυπώσιμα ηλιακά κύτταρα θα μπορούσαν να γίνουν μια σημαντική δύναμη στην ηλιακή βιομηχανία μέσα στα επόμενα χρόνια.
