Nowy składnik ogniw słonecznych. Czeka nas rewolucja w fotowoltaice?

Fotowoltaika dynamicznie się rozwija, a zapotrzebowanie na efektywne źródła energii słonecznej rośnie z roku na rok. Tradycyjnie, ogniwa słoneczne bazują na krzemie, którego pozyskiwanie jest jednak kosztowne i wpływa na końcową cenę paneli fotowoltaicznych. Diatomit, naturalny minerał zawierający amorficzny dwutlenek krzemu, może stać się alternatywą dla obecnych źródeł krzemu, co otwiera drzwi do innowacyjnych rozwiązań technologicznych i ekonomicznych. Naukowcy dostrzegają w nim ogromny potencjał, szczególnie jeśli uda się osiągnąć odpowiednią czystość materiału.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Ziemia okrzemkowa, znana również jako diatomit, od dawna znajduje szerokie zastosowanie w różnych branżach – od przemysłu budowlanego po filtry wodne. Obecnie naukowcy z Niemiec i Algierii podejmują się nowych badań nad wykorzystaniem diatomitu jako surowca do pozyskiwania krzemu, kluczowego składnika ogniw słonecznych. Diatomit zawiera amorficzny dwutlenek krzemu, co sprawia, że jest potencjalnie wartościowym źródłem tego pierwiastka, jednak aby mógł być on efektywnie wykorzystywany w fotowoltaice, musi osiągać wysoką czystość. Oczyszczenie surowca z zanieczyszczeń jest priorytetem, ponieważ ich obecność może obniżyć wydajność końcowego produktu.

Badacze szczególną uwagę zwracają na metody diagnostyczne, które pomagają wykrywać niepożądane elementy w diatomicie. Narzędzie LIBS, czyli spektroskopia laserowa, wykazuje dużą czułość, umożliwiając dokładne zbadanie czystości materiału. Wraz z nią stosuje się również rentgenowską analizę powierzchni, co pozwala na dokładne poznanie struktury i właściwości tego surowca. Czy ziemia okrzemkowa rzeczywiście okaże się przełomowym źródłem krzemu dla przemysłu fotowoltaicznego? Tego dowiemy się z dalszych badań, które mogą znacząco wpłynąć na przyszłość tej technologii.

Potencjał diatomitu w roli surowca do produkcji krzemu otwiera nowe perspektywy dla rynku fotowoltaiki. Naukowcy podkreślają, że jeśli uda się uzyskać krzem o odpowiedniej czystości z ziemi okrzemkowej, koszty produkcji ogniw słonecznych mogą znacząco spaść. To ważny argument, ponieważ obecnie perowskity – alternatywny materiał do krzemu – cieszą się dużą popularnością ze względu na niższą cenę. Dzięki diatomitowi przemysł fotowoltaiczny mógłby rywalizować kosztowo z perowskitami, jednocześnie zachowując swoje dotychczasowe standardy wydajności.

Oprócz kosztów, kluczowe znaczenie ma także powszechność występowania diatomitu. Złoża ziemi okrzemkowej występują m.in. w Stanach Zjednoczonych, Chinach, Turcji, Niemczech, a nawet w Polsce. Łatwiejszy dostęp do tego surowca pozwalałby na produkcję ogniw słonecznych na dużą skalę, co mogłoby przełożyć się na ich dostępność i szersze wykorzystanie energii słonecznej na całym świecie. Niemniej, aby uzyskać krzem o wysokiej jakości, wymagane będą zaawansowane procesy oczyszczania, a nad ich doskonaleniem trwają intensywne prace.

Pomimo wielu niewiadomych, diatomit jawi się jako obiecująca alternatywa dla tradycyjnych źródeł krzemu. Wprowadzenie tego surowca do masowej produkcji ogniw słonecznych może nie tylko obniżyć koszty, ale także uczynić fotowoltaikę bardziej ekologiczną. Jeśli uda się przezwyciężyć wyzwania związane z czystością materiału, diatomit może stać się podstawą przyszłej generacji ogniw słonecznych.