Perovskit har de seneste år fået stor opmærksomhed i forskningsmiljøer og blandt udviklere af nye energiteknologier. Materialet har egenskaber, der gør det relevant i arbejdet med næste generation af solceller, og potentialet vurderes som betydeligt, især i kombination med eksisterende teknologier.
Perovskit er en materialetype kendetegnet ved en særlig krystalstruktur, som første gang blev identificeret i Uralbjergene af den russiske forsker Lev Perovski. Solceller baseret på perovskit har i laboratorieforsøg opnået virkningsgrader på over 26 procent, hvilket er på niveau med eller højere end mange traditionelle kiselbaserede solceller.
Samtidig kan perovskit fremstilles ved relativt lave temperaturer og med mindre energikrævende processer end kisel. Det reducerer både produktionsomkostninger og ressourceforbrug. Materialets fleksibilitet gør det muligt at fremstille solceller i forskellige farver og former, hvilket åbner for nye anvendelser, blandt andet i bygningsintegrerede løsninger.
Professor Feng Gao, der leder en forskergruppe med fokus på organiske halvledere og perovskitmaterialer, beskriver potentialet i et interview med The Edit:
– Perovskit er en ny generation af materialer til solceller. De er omkostningseffektive, nemme at fremstille og giver solceller med høj virkningsgrad. De kan også produceres i forskellige farver, hvilket er en fordel ved bygningsintegrerede løsninger. Samtidig kan vi fremstille fleksible solpaneler, som kan monteres på mange forskellige overflader.
Trods de lovende egenskaber arbejder forskere fortsat med flere udfordringer, som i dag begrænser en bred kommerciel anvendelse.
Stabilitet:
Perovskit er mindre stabilt end kisel, som i dag er den dominerende teknologi på solcellemarkedet. Materialet kan nedbrydes hurtigere under påvirkning af fugt, varme og ultraviolet lys. En central del af den igangværende forskning handler derfor om at forbedre holdbarheden og forlænge levetiden, så teknologien kan fungere stabilt over mange år.
Indhold af bly:
Mange perovskitbaserede solceller indeholder bly, hvilket rejser miljø- og sundhedsmæssige spørgsmål. Forskere arbejder med alternative materialekombinationer, der enten reducerer blyindholdet eller helt erstatter det. Dette er en vigtig forudsætning for, at teknologien kan opnå bred accept og anvendelse.
Flere universiteter, herunder Linköpings universitet og Uppsala universitet, arbejder aktivt med udviklingen af perovskitbaserede solceller. Blandt andet har Feng Gaos forskergruppe identificeret metoder til at genanvende nedbrudte perovskitceller og fremstille nye celler med samme effektivitet som de oprindelige.
Sådanne fremskridt kan få stor betydning for teknologiens samlede miljøprofil og økonomi. På kort sigt vurderes perovskit dog primært som et supplement til eksisterende solcelleteknologier, eksempelvis i såkaldte tandemceller, hvor perovskit kombineres med kisel for at øge den samlede effektivitet.
På længere sigt kan perovskit spille en større rolle i solcellemarkedet, hvis udfordringerne med stabilitet og materialevalg løses. Teknologien repræsenterer dermed ikke et færdigt alternativ, men et vigtigt skridt i udviklingen af mere effektive og fleksible løsninger til fremtidens energisystem.
Kilde: The Edit – “Why perovskite is the buzz in the solar tech world”