Η ηλιακή ενέργεια συνεχίζει να σπάει ρεκόρ σε όλο τον κόσμο χάρη στη δραματική μείωση του κόστους ανάπτυξης. Ένα υποστηρικτικό περιβάλλον πολιτικής και οι ραγδαίες εξελίξεις στην τεχνολογία έχουν καταστήσει τα ηλιακά φωτοβολταϊκά μια από τις φθηνότερες μορφές ενέργειας που υπάρχουν και, ως εκ τούτου, η ηλιακή ενέργεια βρίσκεται σε καλό δρόμο για να γίνει η μεγαλύτερη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας στον πλανήτη μέχρι το τέλος της δεκαετίας, ξεπερνώντας ακόμη και την υδροηλεκτρική ενέργεια.
Ωστόσο, θα χρειαστεί ακόμη μεγαλύτερη ανάπτυξη για την επίτευξη μηδενικών καθαρών εκπομπών έως το 2030 και, υπό το πρίσμα των δυσμενών πολιτικών περιβαλλόντων, οι τεχνολογικές καινοτομίες θα είναι πιο απαραίτητες από ποτέ για να καθοδηγήσουν την αγορά προς την απαλλαγή από τον άνθρακα.
Η νέα καινοτομία
Ευτυχώς, η καινοτομία βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη. Όπως επισημαίνει το oilprice.com, πολλά εργαστήρια σε όλο τον κόσμο εργάζονται για την αναμόρφωση της ηλιακής ενέργειας ώστε να είναι πιο αποτελεσματική, πιο οικονομική και πιο πρακτική με εξαιρετικά ποικίλους τρόπους. Οι επιστήμονες αναζητούν τρόπους για να επανασχεδιάσουν τα ηλιακά πάνελ χρησιμοποιώντας υλικά που επιτρέπουν μεγαλύτερη απόδοση και χαμηλότερο κόστος. Τα περισσότερα πάνελ κατασκευάζονται σήμερα με σιλικόνη, αλλά άλλα υλικά όπως ο περοβσκίτης – ο οποίος λειτουργεί σαν ημιαγωγός λεπτής μεμβράνης – θα μπορούσαν να προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα τρέχοντα μοντέλα. Το πρόβλημα με τον περοβσκίτη είναι ότι η χημεία του είναι λιγότερο σταθερή από τη σιλικόνη, «η οποία ιστορικά έχει παρουσιάσει προκλήσεις κλιμάκωσης και εμπορευματοποίησης» σύμφωνα με το Utility Drive.
Για αυτόν τον λόγο, τα tandem ηλιακά πάνελ – τα οποία διαθέτουν συνδυασμό σιλικόνης και περοβσκίτη – έχουν αναδειχθεί ως μία από τις πιο πολλά υποσχόμενες καινοτομίες στην κατασκευή ηλιακών κυψελών. Και ο ανταγωνισμός για την κυκλοφορία τους στην αγορά εντείνεται, καθώς ορισμένες ερευνητικές ομάδες ανακοινώνουν επιτυχημένες δοκιμές των αντίστοιχων tandem μοντέλων τους.
Μακροβιότητα
Οι επιστήμονες εργάζονται επίσης για να βρουν τρόπους για να βελτιώσουν τη μακροζωία των ηλιακών κυψελών. Ενώ το υπεριώδες φως είναι απαραίτητο για τη λειτουργία των ηλιακών συλλεκτών, τα διασπά επίσης με την πάροδο του χρόνου. Η τρέχουσα τεχνολογία για την καταπολέμηση αυτής της υποβάθμισης εξαρτάται από προϊόντα με βάση το πετρέλαιο, τα οποία λειτουργούν αντίθετα με τη βιωσιμότητα του πλήρους κύκλου ζωής της ηλιακής ενέργειας. Επιπλέον, η παράταση της διάρκειας ζωής των ηλιακών συλλεκτών θα βοηθήσει στον μετριασμό του ολοένα και πιο κρίσιμου ζητήματος των αποβλήτων ηλιακών συλλεκτών.
Τα κρεμμύδια
Μια ομάδα επιστημόνων στη Φινλανδία μπορεί να ανακάλυψε ένα υψηλής απόδοσης, φιλικό προς το περιβάλλον υλικό για να αντικαταστήσει αυτές τις προστασίες με βάση το πετρέλαιο – και προέρχεται από μια εξαιρετικά απίθανη πηγή. Σύμφωνα με μια έκθεση του Live Science, «η χρωστική ουσία κόκκινου κρεμμυδιού θα μπορούσε να είναι το συστατικό που λείπει για την ενίσχυση της προστασίας από την υπεριώδη ακτινοβολία (UV) για τα ηλιακά κύτταρα». Στην πραγματικότητα, δοκιμές έχουν δείξει ότι «ο συνδυασμός νανοκυτταρίνης με μια χρωστική ουσία φτιαγμένη από εκχύλισμα φλούδας κόκκινου κρεμμυδιού» έχει οδηγήσει σε ένα εκπληκτικό ποσοστό προστασίας 99,9% από τις ακτίνες UV.
Η νανοκυτταρίνη είναι ένα άλλο βιολογικό υλικό που χρησιμοποιείται ως μεμβράνη για την προστασία των ηλιακών πάνελ. «Στην προσπάθεια να προωθηθεί η υιοθέτηση μεμβράνης κατασκευασμένης από πιο βιώσιμα, βιολογικά υλικά, η νανοκυτταρίνη έχει αναδειχθεί σε πρωτοπόρο», αναφέρει το Live Science. «Η νανοκυτταρίνη προέρχεται από φυτικά υλικά και παράγεται με τη διάσπαση της κυτταρίνης σε ίνες νανοκλίμακας», εξηγεί στη συνέχεια το άρθρο.
Σύμφωνα με τη μελέτη των επιστημόνων , η οποία μόλις δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό ACS Applied Optical Materials, «η φασματοσκοπία UV−visNIR έδειξε ότι το CNFROE μπλόκαρε το 99,9% της ακτινοβολίας κάτω από τα 400 nm, επιδεικνύοντας την ανώτερη ικανότητά του να μπλοκάρει την υπεριώδη ακτινοβολία σε σύγκριση με τα άλλα υλικά που δοκιμάστηκαν εδώ». Ένα από τα υλικά που ξεπέρασε αυτό το βιοφίλτρο είναι ένα εμπορικό φίλτρο με βάση το PET που χρησιμοποιείται σήμερα από τους κατασκευαστές ηλιακών πάνελ.
