Οι τυπωμένες ηλιακές κυψέλες είναι εξαιρετικά αποδοτικές, εύκαμπτες και με μειωμένο κόστος. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά πάνελ πυριτίου, οι ηλιακές κυψέλες θα μπορούσαν να αναπτυχθούν με προηγουμένως αδύνατους τρόπους για την παραγωγή ενέργειας από τον ήλιο, συμπεριλαμβανομένων των κτιρίων, των οχημάτων και των φορητών συσκευών.
Ωστόσο, η κλιμάκωση της παραγωγής με παράλληλη διατήρηση της απόδοσης αποτελεί εδώ και καιρό εμπόδιο για την τεχνολογία των τυπωμένων ηλιακών κυψελών. Πολλοί ερευνητές έχουν επιτύχει μόνο 1-2% σε επίπεδα απόδοσης με ένα πλήρως τυπωμένο εύκαμπτο ηλιακό πάνελ.
Στον αντίποδα, η ομάδα του CSIRO πέτυχε ηλιακές κυψέλες εργαστηριακής κλίμακας με απόδοση 11% για ηλιακούς συλλέκτες μεγάλης κλίμακας 50 τ.μ. που περιλαμβάνουν διασυνδεδεμένα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη.
Ο περοβσκίτης είναι ένα υλικό που μπορεί να διαμορφωθεί σε μελάνια και να εκτυπωθεί σε ευρέως διαθέσιμους βιομηχανικούς εκτυπωτές. Είναι ελαφρύς και εύκαμπτος, γεγονός που τον καθιστά φορητό και ευέλικτο στις πιθανές εφαρμογές του.
Οι ηλιακές κυψέλες περοβσκίτη εκτυπώνονται με μια τεχνική από ρολό σε ρολό, παρόμοια με την εκτύπωση σε εφημερίδες, η οποία επιτρέπει τη συνεχή παραγωγή μεγάλης κλίμακας.
Ενώ η παραγωγή από ρολό σε ρολό ηλιακών κυψελών περοβσκίτη δεν είναι καινούργια, η υπάρχουσα τεχνολογία έχει αντιμετωπίσει περιορισμούς όσον αφορά την απόδοση και την επεκτασιμότητα.
Οι επιστήμονες υπό την ηγεσία του CSIRO χρησιμοποίησαν αυτοματοποιημένα συστήματα κατασκευής και ελέγχου ικανά να παράγουν και να δοκιμάζουν περισσότερα από 10.000 ηλιακά κύτταρα την ημέρα, επιτρέποντάς τους να εντοπίζουν γρήγορα τις ιδανικές ρυθμίσεις για διάφορες παραμέτρους. Αυτό οδήγησε σε σημαντική αύξηση των αποτελεσμάτων απόδοσης.
Η ομάδα υπό την ηγεσία του CSIRO αναφέρει ότι η δραματική αύξηση της απόδοσης άνοιξε το δρόμο για την εμπορικά βιώσιμη κατασκευή ηλιακών κυψελών περοβσκίτη σε κλίμακα.
Ο συντομότερος χρόνος απόσβεσης της ενέργειας και το προβλεπόμενο χαμηλό κόστος των τυπωμένων από ρολό σε ρολό ηλιακών κυψελών περοβσκίτη τις καθιστούν μια οικονομική και περιβαλλοντικά ελκυστική λύση ανανεώσιμης ενέργειας. Εξαλείφει επίσης την ανάγκη χρήσης ακριβών μετάλλων όπως ο χρυσός στην παραγωγή με τη χρήση εξειδικευμένων μελανιών άνθρακα, μειώνοντας σημαντικά το κόστος κατασκευής.
Το CSIRO αναζητά τώρα βιομηχανικούς εταίρους για την περαιτέρω ανάπτυξη και εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας. Το CSIRO συνεργάστηκε με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, το Πανεπιστήμιο Monash, το Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ και το Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας.
Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Communications εδώ.