Kiedy Carl Leo patrzy na rzędy domów, pierwszą rzeczą, o której myśli, jest potencjał. „Niemal na każdym dachu trzeba zainstalować energię słoneczną” – powiedział. Ale profesor fizyki na Technische Universitat Dresden również wie, jakie to trudne.
Dach ma krzywiznę lub kąt, a okien nie można zasłonić. „To sprawia, że duża część cennej przestrzeni staje się bezużyteczna” – wyjaśnia Leo, jeden z czołowych badaczy technologii ogniw słonecznych.
Przepisy dotyczące instalowania urządzeń fotowoltaicznych w nowych budynkach we wszystkich niemieckich krajach związkowych są obecnie w różnym stopniu zaostrzane w związku z planem przejścia kraju na ekologiczną energię elektryczną do 2035 r. Niemiecka „ustawa o energii odnawialnej” stanowi, że łączna zainstalowana moc fotowoltaiczna w Niemczech w 2030 r. powinna osiągnąć 215 gigawatów. Dlatego zgodnie ze strategicznym planem PV Federalnego Ministerstwa Gospodarki należy potroić moc nowych fotowoltaiki z pełnych 7 gigawatów w 2022 r. do 22 gigawatów rocznie.
Osiągnięcie tych celów wymaga większej przestrzeni. Naukowcy opracowali nowy typ paneli słonecznych, który może rozwiązać ten problem: organiczne ogniwa słoneczne. Cienkie, giętkie organiczne ogniwa słoneczne nie są wykonane z krzemu, ale z węglowodorów. Możliwości są nieograniczone.
Właściwości statyczne zakrzywionych dachów, korpusów i skrzydeł samolotów nie nadają się jeszcze do montażu tradycyjnych elementów silikonowych. Nowe elastyczne ogniwa słoneczne można nie tylko stosować w tych miejscach, ale można je nawet instalować na szklanych ścianach osłonowych i oknach, ponieważ pochłaniają one tylko część światła widzialnego.
Niski współczynnik konwersji jest głównym powodem, dla którego organiczne ogniwa słoneczne posiadające wiele zalet nie znalazły szerokiego zastosowania. Konwencjonalne moduły krzemowe mogą przekształcić 20% energii słonecznej w energię elektryczną, podczas gdy organiczne ogniwa słoneczne mają współczynnik konwersji zaledwie 9%.
Region może produkować ogniwa słoneczne po niższych kosztach, a także posiada duże ilości pierwiastków ziem rzadkich potrzebnych do produkcji tradycyjnych ogniw słonecznych. Organiczne ogniwa słoneczne nie wymagają takich surowców. Oczekuje się, że ten nowy sposób pozyskiwania energii sprowadzi część przemysłu fotowoltaicznego z powrotem do Niemiec.
„Aby konkurować, albo mamy niższe koszty produkcji, albo dysponujemy patentami i technologią” – mówi Leow. Odpowiedzią mogą być baterie organiczne. „Posiadamy wiedzę i praktyczne, podstawowe patenty w zakresie materiałów, komponentów i technologii produkcji” – dodał.
Leau wezwał do zwiększenia finansowania badań, aby przyspieszyć rozwój Niemiec w tej dziedzinie. „Moglibyśmy zrobić znacznie więcej, gdyby projekty badawcze były lepiej wspierane” – mówi.
Leo pracuje nad organicznymi ogniwami słonecznymi na Politechnice Drezdeńskiej od lat 90-tych. Oprócz niego odpowiednie badania prowadzi także około 30 firm i kilkudziesięciu instytucji badawczych z całego świata. W 2006 roku fizyk wraz z pięcioma innymi naukowcami z Politechniki Drezdeńskiej i Uniwersytetu w Ulm założył firmę Heliatek. Firma od 2019 roku zajmuje się masową produkcją organicznych ogniw słonecznych i jest światowym liderem rynku w tej dziedzinie.
Do swoich klientów firma zalicza niemiecką grupę E.ON Energy, a także południowokoreańskiego giganta technologicznego Samsunga oraz firmy z Francji, Hiszpanii, Wielkiej Brytanii, Singapuru i Japonii. Guido Van Tatvek, dyrektor Helia Technologies, twierdzi, że popyt rośnie szczególnie silnie w Azji Południowo-Wschodniej.
