W obliczu zagrażającej zmiany klimatu i coraz wyższych światowych emisji CO2, zapotrzebowanie na odnawialne technologie energetyczne osiągnęło obecnie poziom szczytowy. Niemniej, aby cieszyły się powszechną akceptacją na rynku, nowe technologie muszą być tanie, nadawać się do masowej produkcji i łatwo się wdrażać.

Ostatecznie chodzi o to, by zachować równowagę przy minimalizowaniu emisji gazów cieplarnianych bez uszczerbku dla przyszłego rozwoju gospodarczego i jakości życia.

Celem dofinansowanego ze środków unijnych projektu SCALENANO (Development and scale-up of nanostructured based materials and processes for low-cost high-efficiency chalcogenide-based photovoltaics) jest produkcja wysokowydajnych ogniw fotowoltaicznych opartych na alternatywnych i standardowych technologiach krzemowych. Ogniwo PV, czy inaczej ogniwo słoneczne, to urządzenie elektryczne, które bezpośrednio przekształca energię światła w prąd elektryczny.

Profesor Alejandro Perez-Rodriguez z Katalońskiego Instytutu Badań Energetycznych, koordynator projektu SCALENANO, twierdzi że naukowcy koncentrują się na procesach chemicznych, które w odróżnieniu od większości technologii przemysłowych nie wymagają złożonych i kosztownych maszyn ani sprzętu.

"Opracowanie cienkowarstwowych technologii umożliwi wysoką sprawność konwersji fotowoltaicznej przy znaczącym obniżeniu kosztów produkcji" - twierdzi.

W toku prac nad projektem SCALENANO - informuje profesor Perez-Rodriguez - zastosowane zostaną innowacyjne procesy oparte na osadzaniu elektrolitycznym nanostrukturyzowanych prekursorów, a także alternatywne procesy o bardzo wysokich, potencjalnych wskaźnikach wydajności i przetwarzania. Obejmują one techniki druku z wykorzystaniem nowatorskich receptur farb nanocząsteczkowych i nowe, opłacalne techniki osadzania.

"Dążąc do osiągnięcia naszych ambitnych celów, analizujemy nowe koncepcje architektury ogniw oparte na nanostrukturyzowanych warstwach tlenku cynku" - informuje. "Ponadto, aby zwiększyć wydajność i niezawodność nowego procesu produkcji, opracowujemy techniki oceny jakości i monitoringu procesu. To nieniszczące techniki, które są w stanie dostarczyć użytecznych informacji, w miarę możliwości w czasie rzeczywistym, w toku produkcji ogniw i modułów słonecznych".

Po 18 miesiącach realizacji projektu, zaplanowanego na 42 miesiące, profesor Perez-Rodriguez twierdzi, że pewne interesujące wyniki już zostały wypracowane. Naukowcy wykazali skalowalność procesów na bazie osadzania elektrolitycznego na potrzeby syntezy rozległych obszarów cienkowarstwowych absorberów chalkogenidkowych o wysokiej jednorodności. Wyprodukowali już średniej wielkości moduły słoneczne o wydajności ogniwa rzędu 15,4%.

Dodaje: "Zdefiniowaliśmy także skalowalne szlaki syntezy nanocząstek do wykorzystania w farbach do produkcji prekursorów ogniw słonecznych za pomocą niezwykle szybkich i prostych procesów druku, podobnych do tych stosowany przy druku gazet".

Naukowcy ustalili także procesy, między innymi osadzania z kąpieli chemicznej (CBD) i nowego, wspomaganego aerozolem elektrostatycznym, osadzania z fazy gazowej (ESAVD) na potrzeby syntezy warstw transparentnych tlenów przewodzących (TCO) - zasadniczej części ogniwa słonecznego.

Prace nad projektem SCALENANO mogą stanowić istotny krok w kierunku zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii w koszyku energetycznym UE i pomóc w podniesieniu konkurencyjności producentów ogniw słonecznych.

"Mówimy tutaj o wspomaganiu prac nad nowym modelem produkcji energii, który stanowi kluczowe wyzwanie XXI w." - twierdzi profesor Perez-Rodriguez. "Konkurencyjne technologie PV umożliwią przeciętnym obywatelom zyskiwanie statusu producenta energii, otwierając drogę do samodzielnego wytwarzania elektryczności. To bez wątpienia przyczyni się do bardziej zdecentralizowanego modelu energetyki, w którym obywatele odgrywają aktywną rolę".

Projekt SCALENANO, którego zakończenie zaplanowano na lipiec 2015 r., otrzymał około 7,5 mln EUR dofinansowania ze środków unijnych.

Przedstawiciele projektu są aktywnymi członkami EU PV Clusters - europejskiego klastra projektów poświęconych nanotechnologii i fotowoltaice - jedynej w swoim rodzaju i ważnej inicjatywy na szczeblu europejskim, która ma zgromadzić wszystkie projekty z dziedziny fotowoltaiki, aby omawiać strategie przemysłowe i podkreślać wiodącą rolę nanotechnologii.

W ramach projektu SCALENANO odbędą się Drugie warsztaty i walne zgromadzenie EU PV Clusters (Barcelona, listopad 2013 r.).

Więcej informacji: