Ogniwa perowskitowe są obecnie technologią komplementarną dla tradycyjnych, krzemowych ogniw fotowoltaicznych. O ich przewadze stanowi jednak niska waga, elastyczność oraz szerokie zastosowanie: na obudowach telefonów, dachach hal, żaglach, a nawet satelitach. Dają też możliwość uzyskania dowolnego kształtu i barwy.
Olga Malinkiewicz, polska fizyk, współzałożycielka i współwłaścicielka firmy Saule Technologies opracowała tanią metodę wytwarzania ogniw słonecznych z minerału o nazwie perowskit. 5 lat temu, jako pierwsza Polka otrzymała tytuł „Innovator of the Year” w konkursie dla młodych innowatorów. W tym samym roku założona przez nią spółka otrzymała tytuł „Startup Roku 2014” w ramach Business Mixer. W ubiegłym roku Malinkiewicz została wyróżniona przez magazyn Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego i uznana za jedną z najbardziej wpływowych kobiet w obszarze nowoczesnej technologii.
Ekologiczna i ekonomiczna technologia
Ogniwa perowskitowe opracowane przez Saule Technologies wytwarzane są metodą druku InkJet w niskich pokojowych temperaturach na podłożach elastycznych. W dużym uproszczeniu proces ten można porównać do druku z użyciem powszechnej drukarki atramentowej.
Dla porównania, znana dotąd technologia krzemowa wymaga stosowania znacznie bardziej energochłonnego procesu produkcji. Wynika to z potrzeby uzyskania bardzo wysokich, sięgających kilkuset st. C temperatur, co znacząco wpływa na koszty produkcji oraz tzw. ślad węglowy. Zupełnie inaczej jest w przypadku produkcji paneli z perowskitów, które posiadają szereg technologicznych, ekonomicznych i ekologicznych zalet.
– „Ogniwa perowskitowe są zatem nie tylko łatwiejsze i tańsze w produkcji, ale także bardziej przyjazne środowisku, chociażby ze względu na mniejszą ilość energii niezbędnej do ich wytworzenia” – komentuje Bartosz Bursa, dyrektor operacyjny Saule Technologies.
Lekkie, elastyczne i uniwersalne
O przewadze ogniw perowskitowych nad tradycyjną fotowoltaiką świadczy także fakt, że zdecydowanie lepiej działają w świetle rozproszonym i można je stosować w oświetleniu sztucznym. Wynika to między innymi z fizyki generowania ładunku elektrycznego.
Jak mówi Bursa, unikalne cechy tej technologii, tj. bardzo niska waga, elastyczność, możliwość uzyskania dowolnego kształtu, modelowania transparentności i barwy pozwalają na użycie perowskitowych ogniw fotowoltaicznych wszędzie tam, gdzie zastosowanie technologii krzemowej jest niemożliwe lub nieopłacalne.
Od telefonów, przez żagle, aż po satelity
Panele perowskitowe (w odróżnieniu od klasycznych, krzemowych) znajdują zastosowanie na wielu różnorodnych podłożach. Przede wszystkim na wszelkich powierzchniach wykluczonych dla tradycyjnych ogniw, jak np. dachy hal i budynków, na których warunki techniczne nie pozwalają zastosować ciężkich paneli krzemowych. Inne podłoża to m.in. części przezierne budynków, wszystkie lekkie zabudowy oraz cała gama powierzchni urządzeń codziennego użytku takich jak piloty, obudowy telefonów, komputerów, czujników i sensorów, skończywszy na żaglach czy satelitach.
Wydajność i trwałość ogniw perowskitowych
Technologia perowskitowa osiągnęła 25,5% sprawności w skali laboratoryjnej w warunkach standardowych. Dla porównania – technologia multikrystalicznych ogniw krzemowych rozwijana od ponad czterech dekad osiągnęła wydajność wynoszącą 23,3%.
– „W przypadku komercyjnych produktów, nad którymi obecnie pracujemy, dążymy w pierwszej fazie do sprawności perowskitowych modułów fotowoltaicznych na poziomie 12-14%. Długofalowo do 2025 r. planujemy osiągnąć wydajności nieodbiegające od technologii krzemowej” – tłumaczy Bursa.
Trwałość ogniw jest zależna od sposobu aplikacji. W. warunkach zewnętrznych, gdzie ogniwo poddawane jest oddziaływaniu środowiska, trwałość jest obecnie na poziomie 10 lat. Zarówno prace, jak i postęp w tym przypadku są z miesiąca na miesiąc znaczące. Saule Technologies zakłada, że na przestrzeni następnych kilkunastu miesięcy osiągnie trwałość na poziomie minimum 20 lat przez aplikacje typu BIPV/BAPV (panele montowane w miejscu pokrycia dachu/elewacji lub przytwierdzane do powierzchni budynku).
Nowy inwestor i partner
Columbus Energy zainwestował w ubiegłym roku 10 mln euro w Saule Technologies, stając się tym samym jego 20-procentowym udziałowcem. Jak mówi Bursa, firma Columbus kreująca rynek PV w Polsce, to z jednej strony partner, który rozumie obecne potrzeby rynku, a z drugiej strony wspólnik skłonny do ryzyka.
What will the recent collaboration bring for the future of
Saule Technologies?Find out how the 10 million euro investment of @columbusenergy_ will impact our way towards the commercialization of #perovskite solar cellshttps://t.co/CS9Qqyscjk
— Saule Technologies (@SauleTech) September 8, 2020
– „Żyjemy w okresie gwałtownych zmian, które również obejmują technologie OZE. Dzięki podjętej współpracy możemy nadać tym zmianom kierunek oraz wspólnie kształtować rzeczywistość” – dodaje dyrektor operacyjny Saule Technologies.
Środki pozyskane w ramach inwestycji firmy Columbus Energy zostaną wykorzystane na dalszy rozwój technologii perwoskitowej i wprowadzenie jej na rynek. W 2019 r. firmy podjęły wspólne przedsięwzięcie mające na celu modernizację energetyczną polskich miast. Jedną z pierwszych inicjatyw była współpraca z miastem Piastów mająca na celu przekształcenie centrum miasta w „zielony” obszar, w którym energia elektryczna będzie czerpana m.in. z paneli fotowoltaicznych na bazie perowskitów. Do końca 2021 r. korporacje zamierzają zrealizować przynajmniej kilkanaście takich inwestycji.
Fenomen automatycznych lameli
Saule Technologies opracowało z firmami Somfy i Aliplast przełomowe, autonomiczne rozwiązanie – lamele łamacza światła. Pozwalają one zapewnić użytkownikowi komfort świetlny i termiczny, a dzięki technologii perowskitowej generują energię elektryczną.
– „Dzięki sprzężeniu ze stacją pogodową umieszczoną na dachu budynku lub/i optymalizatorami mocy umieszczonymi w lamelach, system pozwala dostosowywać położenie lameli do aktualnego położenia słońca w celu maksymalizacji uzysku energetycznego” – wyjaśnia Bursa.
Saule Technologies proudly presents automatic sun breaker lamellas equipped with #perovskite solar cells, which have the potential to define the future of #BIPV!https://t.co/BA7iVG1kZb
— Saule Technologies (@SauleTech) October 8, 2020
Rozwiązanie pozwala użytkownikowi na wybór preferowanego trybu, np. może on ustawić, że w godzinach pracy biura najważniejsze jest utrzymanie komfortu pracowników i ograniczenie wpadania promieni słonecznych do pomieszczenia, a po godzinach pracy i w dni wolne priorytetem jest uzysk energetyczny.
– „Z punktu widzenia inwestora rozwiązanie generuje oszczędności na kosztach klimatyzacji, obniżając temperaturę w pomieszczeniu nawet 8-9 st. C w letnie dni, a w tym samym czasie generuje prąd elektryczny np. na potrzeby własne” – dodaje.
Solarne carporty do ładowania pojazdów elektrycznych
Firma od pewnego czasu przyjmuje zamówienia na carporty. Jest to rodzina produktów łączących walory funkcjonalne i estetyczne, obejmującą wiaty fotowoltaiczne z funkcją ładowania samochodów, hulajnóg i skuterów elektrycznych. Obecnie obserwuje się na nie duży popyt głównie wśród miast.