Läbimurre väikeses laboris muudab maailma energiamaastikku. Teadlased on purustanud järjekordse paindlike tandempäikesepatareide tõhususe rekordi uskumatu 33,6% sertifikaadiga, mitte ainult väikese kasvuga, vaid hämmastava edusammuga, mis muudab päikesepaneelide abil elektritootmist. Selle asemel, et olla valmistatud kõvadest, paindumatutest materjalidest, nagu klaas või plast, on painduvad tandempäikeseelemendid valmistatud kergetest materjalidest, nii et neid saab hõlpsasti painutada ja erinevatesse konfiguratsioonidesse vormida. See avab võimaluse integreerida päikeseenergia tootmine otse toodete ja hoonete projekteerimisse ja ehitamisse kõikjal maailmas, alates linnadest kuni Kuu ja Marsini.
Põhiline läbimurre: õhem kui juuksed, tugevamad kui teras
Esimene omataoline täiustatud paindlik tandemelement on selle revolutsiooni keskmes. Erinevalt rabedatest ränivahvlitest on teadlased täiustanud painduvat aluspinda kahe tehnoloogia tipptasemel, mis on juuksekarvast õhem. Rakk laostab strateegiliselt nähtavat valgust püüdva perovskiidikihi üliõhukese kristallilise räni substraadi peale, mis püüab kinni infrapunaspektri valgust. See konkreetne element on turul kõige tõhusam, kuna suudab hõivata kõige laiema valgusspektri. Kõige olulisem saavutus on see, et tänu tipptasemel nano-materjalidele ja kaitsekatetele saab neid rakke tuhandeid kordi painutada, rullida ja painutada ilma märkimisväärse jõudluse vähenemiseta. "Me ei valmista enam ainult päikesepatareisid, vaid projekteerime vastupidavaid, suure jõudlusega fotoonkangaid," ütles dr Lena Chen juhtivast uurimiskeskusest.
Laboritest eluni: kõikjal leiduva päikeseenergia koidik
See läbimurre tõotab viia päikeseenergia palju kaugemale katustest ja päikesefarmidest, katalüüsides häirivate rakenduste lainet:
Ehitatud keskkond on ümberkujundatud: kaaluge isemajandavat-klaasist-pilvelõhkujat, mitte mahukate välispaneelidega, vaid läbipaistvate energiat koguvate-katete akendel. Elektrisõidukitel võiksid olla siledad-päikeseenergiat neelavad katted ja katused, mis suurendavad kaugust päikesest iga päev kümnete miilide võrra. Isegi tavalised pinnad, nagu bussiootepaviljonid, müratõkked ja põllukatted, võivad muutuda lokaalseteks toiteallikateks. Võimsus tsivilisatsiooni äärel ja kaugemalgi: kaugväljalülitatud-võrgukogukonnad ja katastroofiabioperatsioonid kasutavad võimsa ja kaasaskantava energia saamiseks rullitavaid kergeid päikesematte. Lennundussektor on eriti elektrifitseeritud. Suur tõhusus ja üliväike kaal on olnud satelliitide ja kosmosejaamade pühaks graaliks. Neid painduvaid paneele saab startimiseks kompaktselt hoiustada ja seejärel orbiidil lahti keerata, et pakkuda enneolematut jõudu sügaval{12}}kosmoseuuringuteks ja orbiidil tootmiseks{13}}. Erakosmosefirmad koostavad neid juba tulevaste Kuu elupaikade jaoks.
Isikupärastatud ja kantav võimsus:Kõige isiklikum mõju on kantaval tehnoloogial. Kujutage ette matkajakke, mis laadivad teie telefoni, nutikaid telke, mis toidavad kliimaseadet, või sensori{1}}koormaga sõjaväevormi, mille aku ei saa kunagi tühjaks. Asjade Internet (IoT) vabaneb toitejuhtmetest ja sagedastest akude vahetamisest, kuna iga andur, alates talupõldude monitoridest kuni laojälgimise siltideni, võib lõputult energiat koguda.
Navigeerimine teel turule: väljakutsed ja eesootav tee
Laboratoorsetest avastustest globaalse kommertsialiseerimiseni on palju --maapealseid reaalses-väljakutseid, millest tuleb üle saada. Üks olulisi insenertehnilisi takistusi on perovskiidikihtide täpse sadestamise suurendamine hulgi-masstootmises. Teine oluline kriteerium perovskiit-päikesepatareide tehnoloogia laialdaseks heakskiitmiseks on võime taluda äärmuslikke välistingimusi (st kõrbetasemel ultraviolettkiirgust (UV) ja külmumis-/sulamistsüklit) vähemalt 25–30 aastat.
Tööstusanalüütikud on aga optimistlikud. "Tõhususe 33,6% verstapost on investoritele ja tootjatele vali signaal," ütleb Michael Thorne, puhta-tehnoloogia analüütik. "See tõestab, et füüsika töötab suurejooneliselt. Nüüd keskendutakse tihendustehnoloogiale ja tootmisinnovatsioonile. Ootame piloottootmisliine ja nišilennunduse ja tarbekaupade integreerimist 3–5 aasta jooksul."
Järeldus: paindlik tulevik
Päikesetehnoloogia areneb kaugemale suurtest statsionaarsetest disainidest, mida oleme harjunud nägema, uude ajastusse, kus päikeseenergia võib olla korraga mitmes kohas ja omandada palju erinevaid vorme. Suur samm selles ümberkujundamises on tehtud paindlike tandempäikesepatareidega, mis võimaldavad meil toota energiat hajutatumalt, peaaegu nähtamatul ja integreeritumal viisil. Paindlike fotogalvaaniliste tehnoloogiate süvalaiendamisel muudavad need seda, kuidas me mõtleme kõige kujundusest alates meie seadmetest kuni autodeni kuni hooneteni ja isegi meie lootust elada teistel planeetidel. Päikeseenergia tulevik pole mitte ainult helge; see on paindlik, vastupidav ja praktiliselt piiramatu.
