Η παραγωγή φωτοβολταϊκών θα μπορούσε μελλοντικά να θυμίζει την εκτύπωση μιας εφημερίδας, με το «φωτοβολταϊκό υλικό» να απλώνεται πάνω σε μια επιφάνεια μέσω ειδικού μελανιού, χωρίς την ανάγκη χρήσης επικίνδυνων χημικών διαλυτών. Αυτός είναι ο στόχος μιας νέας μεθόδου που ανέπτυξαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Σάρεϊ στη Βρετανία, ανοίγοντας τον δρόμο για μια δυνητικά ασφαλέστερη και λιγότερο ενεργοβόρα διαδικασία παραγωγής ηλιακών κυψελών.
Στο επίκεντρο της έρευνας βρίσκονται οι περοβσκίτες, υλικά που έχουν προσελκύσει έντονο επιστημονικό ενδιαφέρον λόγω της δυνατότητάς τους να αξιοποιούνται σε λεπτά φωτοβολταϊκά στρώματα. Σε αντίθεση με τις συμβατικές κυψέλες πυριτίου, μπορούν να διαλυθούν και να μετατραπούν σε μελάνι, το οποίο εφαρμόζεται πάνω σε μια επιφάνεια με τεχνικές επίστρωσης ή εκτύπωσης. Η προσέγγιση αυτή υπόσχεται μεγαλύτερη ευελιξία στην παραγωγή, αλλά συνοδεύεται από μια σημαντική πρόκληση: τους διαλύτες που απαιτούνται για την παρασκευή του μελανιού.
Σύμφωνα με το Energy Live News, η ερευνητική ομάδα επιχείρησε να αντιμετωπίσει ακριβώς αυτό το πρόβλημα, αναπτύσσοντας ένα μελάνι περοβσκίτη με λιγότερο επικίνδυνα συστατικά. Η αλλαγή δεν αφορά, επομένως, μόνο το ίδιο το υλικό, αλλά και τον τρόπο με τον οποίο μετατρέπεται σε ένα προϊόν κατάλληλο για βιομηχανική παραγωγή. Η σημασία της παρέμβασης γίνεται σαφέστερη αν ληφθεί υπόψη η κλίμακα των απαιτήσεων της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η παραγωγή φωτοβολταϊκών μονάδων συνολικής ισχύος 1 γιγαβάτ (GW) μπορεί να απαιτήσει περισσότερα από 90.000 λίτρα διαλύτη σε μία μόνο γραμμή επίστρωσης. Ο περιορισμός των επικίνδυνων ουσιών θα μπορούσε, συνεπώς, να μειώσει την έκθεση των εργαζομένων σε χημικούς παράγοντες, αλλά και τους κινδύνους για το περιβάλλον κατά τη βιομηχανική επεξεργασία.
Παράλληλα, η νέα διαδικασία παρακάμπτει το λεγόμενο στάδιο του «αντιδιαλύτη», το οποίο χρησιμοποιείται σε πολλές συνταγές παρασκευής περοβσκιτών και μπορεί να απαιτεί πρόσθετα χημικά. Σε συνδυασμό με την επεξεργασία σε χαμηλές θερμοκρασίες, η επιλογή αυτή περιορίζει τα υλικά και την ενέργεια που χρειάζονται για την παραγωγή.
Το στοίχημα της βιομηχανικής εφαρμογής
«Σχεδιάζουμε τη χημεία των υλικών περοβσκίτη παράλληλα με τη διαδικασία παραγωγής, έχοντας κατά νου τις ανάγκες της βιομηχανίας», ανέφερε ο επικεφαλής της έρευνας, δρ Ehsan Rezaee, από το Πανεπιστήμιο του Σάρεϊ. Όπως εξήγησε, η μετάβαση από το εργαστήριο στη βιομηχανία απαιτεί να εξετάζονται όχι μόνο οι επιδόσεις των υλικών, αλλά και η ασφάλεια, οι συνθήκες επεξεργασίας, η κατανάλωση πόρων και η πολυπλοκότητα της παραγωγής.
Η νέα μέθοδος δεν σημαίνει ότι τα φωτοβολταϊκά περοβσκίτη είναι ήδη έτοιμα να αντικαταστήσουν το πυρίτιο σε μεγάλη κλίμακα. Η αξιοπιστία, η αντοχή στον χρόνο και η δυνατότητα σταθερής παραγωγής αποτελούν κρίσιμες παραμέτρους για την εμπορική αξιοποίησή τους.
Διαβάστε ακόμα
