Panasonic dezvoltă și inovează constant în domeniul fotovoltaic
În această vară, Panasonic Holdings a început să testeze și să prezinte un prototip al materialului său fotovoltaic, cunoscut sub denumirea de perovskit. Prototipul este prezentat sub forma unor panouri de balustradă din sticlă semitransparentă amplasate pe balconul unei case-model în sudul orașului Tokyo. Aceste panouri, având o înălțime aproape de un metru și o lățime de aproximativ patru metri fiecare, reprezintă doar una dintre modalitățile prin care Panasonic intenționează să pătrundă în domeniul fotovoltaicelor integrate în clădiri (BIPV).
Plasarea perovskitului între straturile de sticlă permite acestuia să îndeplinească funcția de fațade și pereți reali ai clădirii. Astfel, materialul poate genera energie electrică, fie pentru utilizarea locală, fie pentru alimentarea rețelei, conform declarațiilor lui Yukihiro Kaneko, director general al Centrului de Materiale și Tehnologii Aplicate al Panasonic. Acesta subliniază că Panasonic are capacitatea de a ajusta nivelul de transparență al materialului în timpul procesului de fabricație, în funcție de cerințele specifice ale clientului. Acest aspect îl face potrivit pentru a fi utilizat și în calitate de ferestre, oferind astfel o soluție versatilă și eficientă din punct de vedere energetic.
Ce este perovskit-ul și care sunt dezavantajele?
Totuși, există și un dezavantaj important de luat în considerare, și anume relația liniară dintre rata de transparență și eficiența de conversie a panourilor perovskit. De exemplu, în situația în care este necesară o transparență de 50% pentru un panou care are o eficiență de conversie a energiei de 20%, eficiența energetică reală de conversie ar scădea la doar 10%.
Termenul „perovskit” se referă la o familie de compuși, iar atunci când aceștia sunt utilizați în celulele solare, materialele sunt denumite perovskite datorită asemănării structurale cu un mineral numit perovskit, descoperit în Rusia în 1839. Panasonic a dezvoltat propria versiune a acestui material în colaborare cu Organizația Japoneză pentru Dezvoltarea Noilor Tehnologii Industriale și Energetice (NEDO). În 2020, Panasonic a atins o eficiență de conversie record de 17,9% pentru un panou de perovskit de dimensiuni mari.
Deși siliciul este materialul predominant utilizat în prezent în fabricarea panourilor solare, perovskitul prezintă mai multe avantaje, cum ar fi metodele mai simple de producție, costuri mai reduse, flexibilitate în design, potențialul de a obține randamente mai mari de conversie a energiei și absența dependenței de metale rare. Cu toate acestea, perovskitul are și dezavantaje, inclusiv sensibilitatea la căldură, umiditate sau zăpadă, ceea ce reprezintă un aspect semnificativ dat fiind mediul în care vor fi expuse constant produsele BIPV ale Panasonic.
Soluții
Pentru a contracara aceste probleme, Panasonic adoptă două abordări esențiale pentru a proteja dispozitivele BIPV de intemperii.
„În ceea ce privește materialul, am dezvoltat o variantă rezistentă prin doparea perovskitului cu atomi specifici, cum ar fi cesiu și rubidiu”, afirmă Kaneko. Rezultatele cercetărilor care au condus la această inovație, împreună cu o eficiență de conversie a energiei de 20,8%, au fost publicate la 11 ianuarie 2019 în revista Advanced Materials.
„În plus față de obținerea unei stabilități termice ridicate, sticla arhitecturală este complet etanșă și oferă protecție împotriva umidității și aerului pentru perovskit”, adaugă Kaneko. „Sticla dublă conferă, de asemenea, rigiditate panourilor”.
Procesul de fabricație a panourilor solare implică utilizarea unei combinații de inscripționare cu laser și imprimare cu jet de cerneală alternante pentru a crea circuitele voltaice din perovskit. Pe o foaie de sticlă, un laser inscripționează inițial modelul pentru un strat de oxid conductiv transparent, apoi imprimanta cu jet de cerneală îl aplică. Urmează apoi un strat de transport al electronilor și materialele corespunzătoare. Procesul continuă cu aplicarea stratului de perovskit, materialele pentru stratul de transport al găurilor și așa mai departe, până când circuitul celulei solare este complet, iar a doua foaie de sticlă este adăugată și sigilată.
„Prin această metodă de procesare, suntem capabili să fim flexibili în ceea ce privește dimensiunea, transparența și designul panourilor”, subliniază Kaneko.
Planuri de viitor
Kaneko afirmă că Panasonic primește feedback de la potențiali clienți cu privire la prototipurile de panouri pentru balustrade și că există cereri de testare pentru panouri de dimensiuni diferite. Începând din luna aprilie a anului viitor, Panasonic va lansa o linie de producție pilot pentru panouri de 1 metru pe 1,8 metri, iar în același timp, este posibil să actualizeze materialele și designul pe baza feedback-ului obținut din teste în desfășurare ale companiei. În cele din urmă, se estimează că vor putea produce panouri cu dimensiuni de până la 1,8 metri pe 4 metri.
Strategia companiei este de a evita competiția directă cu producătorii chinezi de panouri din siliciu și perovskit, care sunt lideri în producția de panouri standard la costuri reduse. În schimb, Kaneko subliniază că „în afacerea BIPV, clădirile diferite necesită ferestre și pereți de dimensiuni diferite”. El adaugă că „metoda noastră flexibilă de producție cu jet de cerneală înseamnă că ne putem personaliza panourile solare pentru a satisface astfel de cerințe.”
„BIPV este o piață atractivă și poate reprezenta un punct de intrare semnificativ pentru tehnologiile perovskite și pentru fotovoltaice în general”, spune De Wolf. „Aceste tehnologii pot fi, de asemenea, utilizate pentru a bloca pătrunderea căldurii într-o clădire, reducând astfel necesitatea de aer condiționat. Și, deoarece perovskitul poate fi imprimat, oferă posibilități de îmbinare a performanței cu estetica.”
Panasonic are în plan să comercializeze produsele BIPV în termen de cinci ani, moment în care se așteaptă ca rata de conversie energetică a celulelor solare perovskite să atingă aproape 20%.
Panasonic Corporation, o companie japoneză globală cu o istorie îndelungată, a fost fondată în martie 1918 sub numele de Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. de către Konosuke Matsushita în Osaka, Japonia. Inițial, compania se concentra pe producția de becuri și prize, însă, în decursul anilor, și-a extins portofoliul, devenind unul dintre cei mai importanți jucători în industria electronicelor și a electrocasnicelor la nivel mondial.
Un moment semnificativ în evoluția Panasonic a fost lansarea primului său televizor în 1952, marcând intrarea sa în industria de consum electronic. De-a lungul decadelor, Panasonic a continuat să inoveze și să se extindă, lansând produse precum radiouri portabile, playere VCR, aparate foto digitale și multe altele. Compania a fost renumită pentru angajamentul său față de calitate și tehnologie de vârf.
În domeniul inovației, Panasonic a fost un pionier în dezvoltarea televizoarelor cu plasmă și a bateriilor recarosabile, stabilindu-și reputația ca lider în producția de tehnologii avansate. În anii mai recenți, Panasonic s-a extins și în domenii precum energia regenerabilă, dezvoltând tehnologii solare avansate și soluții de stocare a energiei.
Astăzi, Panasonic rămâne un gigant global, acoperind o gamă largă de produse și servicii, inclusiv televizoare, electrocasnice, baterii pentru vehicule electrice, echipamente industriale și soluții pentru clădiri inteligente. Compania continuă să fie un actor important în inovație și să-și adapteze strategiile pentru a răspunde provocărilor și oportunităților într-un peisaj tehnologic în continuă schimbare.
