Projekt Pepperoni

Laboratorij za fotovoltaiko in optoelektroniko (LPVO) s Fakultete za elektrotehniko zastopa Univerzo v Ljubljani v projektu PEPPERONI, ki se je začel 1. novembra 2022. Gre za štiriletni projekt raziskav in inovacij, ki ga sofinancira Evropska unija v okviru programa Horizon Europe in podpira švicarski državni sekretariat za izobraževanje, raziskave in inovacije. Projekt, ki ga koordinirata Helmholtz-Zentrum Berlin in Qcells bo pomagal pospešiti tandemski perovskit/silicij tehnologiji fotovoltaike prehod na trg in množično proizvodnjo. Cilj projekta PEPPERONI je prepoznati in odpraviti ovire za prehod tandemske solarne tehnologije na trg, ter postaviti temelje za nove proizvodne zmogljivosti v Evropi. Pilotna linija, ki bo omogočala ta razvoj, bo vzpostavljena na evropskem sedežu Qcells v Thalheimu v Nemčiji.

Cilj Evropske unije je doseči podnebno nevtralnost do leta 2050 po scenariju, po katerem ima obnovljiva energija osrednjo vlogo. Trenutno je sektor proizvodnje energije odgovoren za več kot 75 % emisij toplogrednih plinov v EU. Raziskave in inovacije (R&I) so ključnega pomena za zagotavljanje rešitev in preobrazbe sistema. Na evropski ravni obstaja nujna potreba po povečanju učinkovitosti celotne vrednostne verige obnovljivih virov energije (OVE) in vključitvi trajnosti v to celotno verigo. Poleg tega nova geopolitična realnost in resničnost energetskega trga zahtevata, da drastično pospešimo prehod na čisto energijo s povečanjem energetske neodvisnosti Evrope in zmanjšanjem odvisnosti celine od nezanesljivih dobaviteljev in nestanovitnih fosilnih goriv. PEPPERONI, nov R&I projekt, bo pomembno prispeval k doseganju teh ciljev.

PEPPERONI namerava vzpostaviti pilotno linijo za razvoj fotonapetostnih modulov s tandemsko tehnologijo perovskit/silicij (Si). Financiranje bo skupaj znašalo približno 14,5 milijona evrov v štirih letih, pri čemer bo konzorcij pokrival celotno vrednostno verigo fotovoltaičnih inovacij. Najpogosteje uveljavljene tehnologije sončnih celic do danes so izdelane iz silicija in ta je zdaj eden najcenejših načinov proizvodnje električne energije v mnogih delih sveta. Uspeh fotovoltaične industrije v zadnjih letih je industrijo potisnil k trenutnim mejam učinkovitosti silicijeve tehnologije. Da bi presegli te meje, so znanstveniki predlagali dodajanje komplementarne sončne celice za oblikovanje tako imenovanih “tandemskih” sončnih celic.

V projektu PEPPERONI je izbrana tehnologija, ki obljublja najboljše razmerje med zmogljivostjo in proizvodnimi stroški – tandem silicij/perovskit. Perovskit, material novega razreda s posebno kristalno strukturo, je mogoče natančno prilagoditi, da izkoristi dele sončnega spektra, ki jih tipični silicijevi materiali ne morejo izkoristiti zelo učinkovito, kar pomeni, da so odlični hibridni tandemski partnerji. PEPPERONI bo ‘začinil’ industrijske silicijeve celice s perovskitno zgornjo celico. Ta tandemska zasnova izkorišča industrijsko strokovno znanje o siliciju in razširja obseg dosegljive učinkovitosti pretvorbe moči preko mej silicija.

Dolgoročno je to najučinkovitejši način za znižanje stroškov pridobivanja električne energije. Kratkoročno gledano pa je to najboljši način širjenja fotovoltaike za namene, kjer je prostor omejen, na primer strehe, fasade ali vozila.