Το ηλιακό κύτταρο που αποθηκεύει την ενέργεια σύντομα θα είναι πραγματικότητα;
Η ηλιακή ενέργεια είναι μια πολλά υποσχόμενη πηγή ανανεώσιμης ενέργειας, αλλά ένα από τα κύρια μειονεκτήματα της είναι ότι είναι διαλείπουσα. Ο ήλιος δεν λάμπει πάντα, έτσι τα ηλιακά κύτταρα δεν μπορούν πάντα να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό μπορεί να δυσχεράνει τη βασιζόμενη στην ηλιακή ενέργεια ως κύρια πηγή ενέργειας.
Ένας τρόπος για να ξεπεραστεί αυτή η πρόκληση είναι να αναπτυχθούν ηλιακά κύτταρα που μπορούν να αποθηκεύσουν ενέργεια. Αυτό θα επέτρεπε στα ηλιακά κύτταρα να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια ακόμη και όταν ο ήλιος δεν λάμπει. Τα ηλιακά κύτταρα που αποθηκεύουν ενέργεια θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη συσκευή τροφοδοσίας σε απομακρυσμένες τοποθεσίες όπου δεν υπάρχει πρόσβαση στο ηλεκτρικό δίκτυο.
Προκλήσεις για την ανάπτυξη ηλιακών κυττάρων ενεργειακής αποθήκευσης
Υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις που σχετίζονται με την ανάπτυξη ηλιακών κυττάρων ενέργειας. Μια πρόκληση είναι η εξεύρεση ενός τρόπου αποθήκευσης της ενεργειακής αποτελεσματικότητας χωρίς να διακυβεύεται η αποτελεσματικότητα του ηλιακού κυττάρου. Μια άλλη πρόκληση είναι η εύρεση ενός τρόπου για να καταστεί τα ηλιακά κύτταρα που αποθηκεύει η ενέργεια.
Πρόοδος στην ανάπτυξη ηλιακών κυττάρων ενέργειας-αποθήκευσης
Παρά τις προκλήσεις αυτές, σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στην ανάπτυξη ηλιακών κυττάρων. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει αρκετούς νέους τύπους ηλιακών κυττάρων που μπορούν να αποθηκεύουν ενέργεια. Ορισμένα από αυτά τα ηλιακά κύτταρα χρησιμοποιούν παραδοσιακά υλικά, όπως το πυρίτιο, ενώ άλλα χρησιμοποιούν νέα υλικά, όπως οι περοβσκίτες.
Ένας από τους πιο ελπιδοφόρους τύπους ηλιακών κυττάρων ενεργειακής αποθήκευσης είναι το ηλιακό κύτταρο που είναι ευαισθητοποιημένο με βαφές (DSSC). Τα DSSC είναι κατασκευασμένα από ένα λεπτό στρώμα διοξειδίου του τιτανίου που καλύπτεται από βαφή που απορροφά το φως. Όταν το φως χτυπά τη βαφή, απελευθερώνει ηλεκτρόνια που ταξιδεύουν μέσω του στρώματος διοξειδίου του τιτανίου και συλλέγονται με μεταλλικό ηλεκτρόδιο. Τα ηλεκτρόνια μπορούν στη συνέχεια να αποθηκευτούν σε μια μπαταρία ή να χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία μιας συσκευής.
Τα DSSC είναι σχετικά αποτελεσματικά και οικονομικά αποδοτικά για την παραγωγή. Είναι επίσης ευέλικτα, γεγονός που τους καθιστά ιδανικούς για χρήση σε διάφορες εφαρμογές. Ωστόσο, τα DSSC δεν είναι τόσο σταθερά όσο τα παραδοσιακά ηλιακά κύτταρα και μπορούν να αποθηκεύσουν μόνο περιορισμένη ποσότητα ενέργειας.
Συμπέρασμα
Τα ηλιακά κύτταρα που αποθηκεύουν ενέργεια εξακολουθούν να βρίσκονται σε εξέλιξη, αλλά έχουν τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τρόπο που δημιουργούμε και χρησιμοποιούμε ηλιακή ενέργεια. Αυτά τα κύτταρα θα μπορούσαν να κάνουν την ηλιακή ενέργεια μια πιο αξιόπιστη και οικονομικά αποδοτική πηγή ενέργειας και θα μπορούσαν επίσης να επιτρέψουν νέες εφαρμογές για ηλιακή ενέργεια, όπως συσκευές τροφοδοσίας σε απομακρυσμένες τοποθεσίες.
Ακολουθούν ορισμένα συγκεκριμένα παραδείγματα προόδου που έχουν σημειωθεί στην ανάπτυξη ηλιακών κυττάρων-αποθήκευσης ενέργειας:
* Το 2019, οι ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) ανέπτυξαν ένα νέο τύπο DSSC που μπορεί να αποθηκεύσει έως και 10 φορές περισσότερη ενέργεια από τα προηγούμενα DSSCs.
* Το 2020, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ ανέπτυξαν ένα νέο είδος ηλιακού κυττάρου που χρησιμοποιεί υλικά Perovskite. Αυτό το ηλιακό κύτταρο μπορεί να αποθηκεύσει έως και το 20% της ενεργειακής του παραγωγής.
* Το 2021, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, ανέπτυξαν ένα νέο είδος ηλιακού κυττάρου που χρησιμοποιεί ένα συνδυασμό οργανικών και ανόργανων υλικών. Αυτό το ηλιακό κύτταρο μπορεί να αποθηκεύσει έως και το 25% της ενεργειακής του παραγωγής.
Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα της προόδου που σημειώνεται στην ανάπτυξη ηλιακών κυττάρων αποθήκευσης ενέργειας. Καθώς η έρευνα συνεχίζεται, αυτά τα κύτταρα είναι πιθανό να γίνουν πιο αποτελεσματικά, πιο οικονομικά αποδοτικά και πιο σταθερά. Αυτό θα τους κάνει μια πιο ελκυστική επιλογή για μια ποικιλία εφαρμογών και θα μπορούσε να βοηθήσει στην επιτάχυνση της μετάβασης σε ένα βιώσιμο ενεργειακό μέλλον.
