Ha arribat l'era de PV 3.0?

Segons els càlculs, una hora de radiació solar a la Terra és energia suficient per alimentar el món durant un any sencer. Des de la Segona Revolució Industrial, la humanitat ha estat experimentant amb com aprofitar l'energia solar. El 1839 va veure el descobriment de l'efecte fotovoltaic per part dels físics francesos; L'any 1876 els científics britànics van descobrir que l'electricitat es podia generar amb la llum solar brillant sobre un semiconductor de seleni; i 1893 va veure la fabricació de la primera cèl·lula solar del món per part d'enginyers nord-americans, que, tot i que només un 1 per cent d'eficiència, va suposar un salt endavant.

Edmond Becquerel, el primer físic francès a descobrir l'efecte fotovoltaic

Avui, més d'un segle després de la introducció de les cèl·lules solars, l'eficiència mitjana de conversió de les cèl·lules solars comercials encara és baixa, i el complex i costós procés de fabricació n'ha limitat en gran mesura la seva aplicació en diversos camps. Afortunadament, els darrers anys s'han produït una sèrie de desenvolupaments positius en el camp de la fotovoltaica, amb avenços en l'eficiència d'una nova generació de cèl·lules solars, i els científics creuen fermament que l'era de la fotovoltaica 3.0 està a punt.

Una cèl·lula solar comuna basada en silici és un material semiconductor de tipus P i de tipus N units per formar una unió PN, que forma un parell forat-electró quan la llum solar arriba al panell i s'encén un circuit per produir un corrent elèctric. Actualment, el 90 per cent de tots els panells solars estan basats en silici. El material més crític per a la producció de plaques solars és el silici, que és abundant a la terra, però per fabricar plaques solars s'ha de purificar amb una puresa del 99,9999 per cent o més. Això fa que, inevitablement, tot el procés de producció de panells solars basats en silici sigui complex, contaminant i costós. Per tant, els panells solars basats en silici no són una opció raonable per a la generació d'energia fotovoltaica. Ha sorgit una nova generació de cèl·lules de mineral de titani de calci, que no només ofereix un gran augment de l'eficiència de conversió, sinó que també és molt més senzilla i eficient de produir, i prou fines perquè una mitja ampolla de líquid de mineral de titani calci pot alimentar una casa sencera. , i el més important, és molt barat de produir!

Aleshores, què és un panell solar de titanita de calci?

Per calcogenur, en realitat ens referim a qualsevol dels compostos ABX3 amb una estructura cristal·lina similar al calcogenur, que està àmpliament distribuït per tota la terra. Els panells solars de calcogenur no són sensibles a les impureses i es pot aconseguir una eficiència de conversió superior al 20 per cent amb una puresa al voltant del 90 per cent.

Com a compost, la seva composició es pot ajustar de manera que es puguin crear diferents capes de calcogenur per a diferents longituds d'ona de la llum entrant, la qual cosa pot augmentar significativament l'eficiència de conversió de la fotovoltaica. A diferència dels panells solars basats en silici, el calcogenur pot tenir múltiples capes d'unions PN, cosa que permet apilar l'eficiència dels panells de calcogenur. En teoria, el calcogenur pot assolir una eficiència de conversió de fins al 86,8 per cent , però com més capes hi hagi, més alts seran els costos de fabricació i més baixes seran inevitablement els rendiments comercials, per la qual cosa la consideració principal per a la comercialització panells de calcogenur del laboratori és apilar les capes dues vegades, que és el veritable argument de venda del calcogenur.

De fet, els científics porten més d'una dècada treballant en el calcogenur, però a causa de la inestabilitat de la seva estructura cristal·lina i la seva curta vida útil, no es va fer cap avenç substancial fins al juny d'aquest any, quan els investigadors de la Universitat de Princeton van anunciar que havien desenvolupat el primera cèl·lula solar de calcogenur comercialment viable, marcant una fita important en la investigació humana sobre les energies renovables. El Fòrum Econòmic Mundial també ha nomenat el mineral de titani calci com una de les "10 tecnologies emergents que canviaran la vida humana".