Unul dintre motivele pentru care credem că panourile fotovoltaice solare vor cuceri lumea este că sunt scalabile într-un mod în care nu poate fi nicio altă sursă de energie. Pot fi utilizate pentru a se construi centrale electrice cu putere de sute de megawati sau pot fi micșorate. Micșorate mult.

Dar cât de mult? Ei bine, mai puțin decât un fir de păr.

Celulele solare devin incredibil de mici

Cercetătorii sud-coreeni au creat celule fotovoltaice solare cu grosimea de 1 micron, de sute de ori mai subțiri decât majoritatea celulelor fotovoltaice și jumătate ca grosime ca alte tipuri cu peliculă solară, potrivit www.vox.com. (Cercetarea se află într-o lucrare publicată în Applied Physics Letters în iunie anul trecut.)

Celulele sunt fabricate din arseniură de galiu ca semiconductor, "sudate la rece" direct pe un substrat metalic, fără adeziv, care le face mai groase. În mod remarcabil, ele produc în mare aceeași putere ca celulele PV mai groase, deși la testare, "celulele s-ar putea înfășura pe o rază de 1,4 milimetri".

Foto: Iată câteva panouri solare, atașate la ochelari, îmbrăcăminte, și ... la un bețișor de urechi :)?  (Applied Physics Letters)

Cu celule atât de subțiri, celulele fotovoltaice pot fi integrate în tot felul de articole de îmbrăcăminte - haine, ochelari, pălării sau rucsaci integrate cu celule solare, alimentând continuu cu energie dispozitivele noastre electronice portabile. Mai mult, celulele fotovoltaice ar putea fi integrate în aproape orice.

Nu este cea mai subțire celulă solară creată vreodată. În februarie 2016, cercetătorii MIT au fabricat celulele solare atât de mici și ușoare încât puteau sta pe un balon de săpun fără ca acesta să se spargă. Iată cum:

[Vladimir] Bulović, decanul asociat al MIT pentru inovare și profesorul de tehnologie emergentă Fariborz Maseeh (1990), susțin că o cheie a noii abordări este de a fabrica celulele solare, substratul care le ține și stratul protector contra intemperiilor, toate într-un singur proces. Substratul este fixat și nu trebuie niciodată manipulat, curățat sau îndepărtat din vacuum în timpul fabricării, reducând astfel expunerea la praf sau alți contaminanți care ar putea degrada performanța celulei.

Procesul are loc într-o cameră de vid la temperatura camerei, fără solvenți și temperaturi ridicate necesare pentru a fabrica celule fotovoltaice convenționale. Cercetătorii spun că același proces de fabricație ar putea funcționa cu un număr de materiale diferite, inclusiv puncte cuantice sau perovskite, producând celule solare suficient de mici și transparente pentru a fi înglobate în ferestre sau materiale de construcție.

Foto: Celule solare perovskit. (Dennis Schroeder/NREL)

Acum, toate aceste descoperiri de laborator sunt doar descoperiri de laborator. Este un drum lung de la laborator la un produs comercial. Multe lucruri ar putea merge rău pe parcurs.

Dar tendințele inovării solare sunt clare. Celulele devin din ce în ce mai mici și mai flexibile, utilizând noi tehnici de fabricare care necesită tot mai puține resurse.

Acum totul este foarte scump și probabil va fi pentru o vreme. În cele din urmă, totuși, aceste noi metode își vor găsi drumul pe piețe și vor începe să se extindă. La scară mare, costurile coboară.

Celulele solare mici vor schimba lumea

Tehnologia fotovoltaică este diferită de orice altă tehnologie energetică. Poate schimba modul în care privim energia, de la ceva ce generăm într-o anume locație la ceva ce recoltăm de peste tot. Celulele solare suficient de ieftine, de mici și flexibile ar putea fi integrate în materialele noastre de construcție, străzi, poduri, locuri de parcare, vehicule, haine, chiar în pielea noastră.

Aceste celule solare mici nu vor produce multă putere în mod individual, dar intensitatea energetică se va compensa prin ubicuitate. Vor fi peste tot. Și deoarece celulele solare pătrund în infrastructură, așa se va întâmpla și cu stocarea și gestionarea energiei.

În cele din urmă, întregul mediu construit al civilizației umane va deveni un culegător și un administrator gigantic de energie. Sistemul energetic nu va fi ceva suprapus peste infrastructură, ci ceva ce face parte integrantă din infrastructură, ceva ce infrastructura chiar face, în mod automat. Cele mai multe sau toate nevoile urbane de energie vor exista pur și simplu într-o rețea dintr-o bucată, în jurul oamenilor, peste tot.

Sună a science-fiction. Însă garantat copii noștri vor experimenta o astfel de realitate.