מינרלים מסתוריים המכונים פרובסקיטים עשויים לעקוף את הסיליקון ומוליכים למחצה אחרים ולהצעיד אותנו לעידן בו תאים פוטו-וולטאים מהווים אלטנרטיבה אמיתית למקורות אנרגיה מתכלים
פאנלים סולאריים זולים היום בארצות הברית יותר מאי פעם, הודות לסובסידיות ממשלתיות ושוק מוצף. אבל הם עדיין לא זולים מספיק כדי לעקוף מקורות אנרגיה מסורתיים. כאן נכנסים לתמונה פרובסקיטים: מינרלים קריסטליים שעשויים להתגלות כיקירי האנרגיה הסולארית.
בחמש שנים בלבד, הכפילו תאים סולאריים העשויים מפרובסקיטים שנוצרו במעבדה את היעילות שלהם בהפיכת הקרינה של השמש לאנרגיה בכמעט פי חמש, מ-3.8 לכמעט 20 אחוז. השוו את זה להתפתחויות האיטיות בטכנולוגיות הסיליקון, אשר נדרשו להן שלושה עשורים כדי להגיע לאותו קנה מידה.
היום, מודלים מסחריים מסיליקון מגיעים לשיא ב-18 אחוז. תאי פרובסקיטים עשויים לעבור את הקצב הזה, ולשמור על היתרון המוסף של היותם זולים ופשוטים לייצור. הם יוכלו להפחית את העלות-לוואט של כוח סולארי ביותר מחצי. נוסף על כך, כמה תאים יוצרו – כאבות טיפוס לצורך ניסוי – שקופים למחצה, כדי שישמשו, על פי חוקרים, כמו הנרי סניית' מאוניברסיטת אוקספורד, גם כחלונות. אבל עם כל ההבטחה שבפרובסקיטים, המדענים עדיין צריכים לפתור שלושה אתגרים משמעותיים.
המכשולים הגדולים ביותר העומדים בפני פרובסקיטים
הגרסאות הטובות ביותר רעילות בפוטנציה
בעיה: תאי הפרובסקיטים היעילים ביותר משתמשים בעופרת, עובדה שתעורר התנגדות רגולטורית.
פתרון: באביב, החליפו חוקרים משני צוותים נפרדים עופרת בבדיל. התאים מבוססי הבדיל היו יעילים ב-6 אחוז בלבד, אבל הם נמצאים עדיין בשלב מוקדם של התהליך. "תיאורטית", אומר מרקורי קנטזידיס מנורת'ווסטרן, "אין סיבה מדוע בדיל לא יוכל להגיע לאותן רמות של יעילות".
לחות גורמת לקורוזיה
בעיה: המבנה הקריסטלי של פרובסקיטים מתפרק כשהוא רטוב. "האיכויות שהופכות את הפרובסקיטים ליעילים עלולות להפוך אותם ללא יציבים", אומר בריאן הארדין, מדען חומרים ומייסד-שותף של סטארט-אפ האנרגיה הסולארית Plant PV.
פתרון: בידוד הפאנלים נגד רטיבות יעזור, אבל יוסיף לעלות.
אף אחד לא יודע כמה זמן הם יחזיקו מעמד
בעיה: כיוון שהתאים האלה חדשים, הם עדיין צריכים להיבחן אל מול שנים של קרינת שמש וחום. אם התאים יתפרקו לפני תאי הסיליקון, כל החיסכון יהיה חסר משמעות.
פתרון: רוב המעבדות עדיין לא בוחנות עמידות, אבל פראשאנט קמאט, מאוניברסיטת נוטר-דם אומר, שטמפרטורות השימוש הרגיל לא אמורים להוות בעיה.
עוד על חידושים בגליון נובמבר של Popular Science ישראל – למבצע היכרות מיוחד לגולשי HWzone.co.il
