Noak pozyskał 5 mln EUR na wdrożenie technologii ogniw opartych na perowskicie i krzemie

Nowa firma typu spin-off, powstała przy udziale imec i UHasselt, pozyskała 5 mln EUR na rozszerzenie skali i industrializację prac. Dotyczą one kolejnej generacji ogniw słonecznych: tandemowych ogniw fotowoltaicznych z perowskitu i krzemu. Inwestycję zalążkową zapewniła Fundacja Helios, Nuhma i V2HFin. Stanowi ona ważny kolejny krok w kierunku wprowadzenia tej obiecującej technologii do europejskiej produkcji.

Zależność od technologii z Azji

Fotowoltaika stała się najszybciej rozwijającym się źródłem energii odnawialnej, napędzana przez gwałtownie spadające koszty technologii. Pomimo historycznej wiodącej roli Europy w badaniach nad fotowoltaiką, kontynent ten wytwarza znikomą część mocy fotowoltaicznej, którą instaluje każdego roku. Ta nierównowaga spowodowała strukturalną zależność od importowanych technologii fotowoltaicznych.

Osiągnięcie globalnych celów klimatycznych wymaga nadzwyczajnej ekspansji fotowoltaiki słonecznej do około 50 terawatów do 2050 roku. Potencjalnie może być to 100 terawatów do końca wieku, w porównaniu z obecnie zainstalowanymi 3 terawatami. Nie chodzi już o to, czy fotowoltaika słoneczna osiągnie taką skalę. Wyzwaniem jest umożliwienie jej osiągnięcia przy najwyższej możliwej wydajności i produktywności zasobów.

Jednocześnie konwencjonalne ogniwa słoneczne na bazie krzemu stopniowo zbliżają się do granic swojej wydajności. Do konwersji energii wynoszącej około 27–28%.

Przełamanie bariery wydajności krzemu

Technologie oparte na perowskicie mają duże szanse sprostać tym wyzwaniom. W połączeniu z krzemem, w konfiguracji ogniwa tandemowego, perowskity mogą wykorzystywać szerszą część widma słonecznego. Oferują sprawność konwersji na poziomie 30–35%.

Noak, start-up oparty na portfolio własności intelektualnej imec i UHasselt w zakresie technologii tandemowej perowskit-krzem, wykorzystuje ten potencjał. Sercem rozwiązania jest wysokowydajny układ warstw perowskitowych, opracowany przy użyciu zastrzeżonych składów chemicznych i skalowalnych technik osadzania. Technologia ta opiera się na dziesięcioletnich badaniach prowadzonych w ramach IUMAT (Instytutu Badań Materiałowych Uniwersytetu w Hasselt i imec) oraz projektu EnergyVille.

Długoterminowa stabilność

W rzeczywistych warunkach długoterminowa stabilność stanowi kluczowe wyzwanie dla tandemowej technologiiperowskitowo-krzemowej. Chociaż opiera się ona na przyspieszonych testach laboratoryjnych, imec i UHasselt zgromadziły dane z pięciu lat eksploatacji na wolnym powietrzu w ponad 10 lokalizacjach testowych na trzech kontynentach. Instalacje te wytrzymały intensywne nasłonecznienie, ulewne deszcze, ekstremalne upały oraz temperatury poniżej zera w Azji, Europie i Ameryce Północnej. Ten obszerny zbiór danych stanowi solidną podstawę dla projektu Noak. Kolejny etap skoncentruje się na wykazaniu długoterminowej stabilności i wydajności na dużą skalę. Jest to kluczowe wymaganie dla opłacalności inwestycji i sukcesu komercyjnego.

Zaprojektowane z myślą o obiegu zamkniętym i odporności

Uzupełnieniem architektury ogniw tandemowych jest opatentowana przez firmę Noak trójwymiarowa tkanina foliowa z tylnymi stykami. Integruje ona połączenia elektryczne z tyłu ogniwa. Eliminuje to konieczność metalizacji przedniej strony, zmniejszając straty spowodowane zacienieniem. Jednocześnie sprzyja bardziej efektywnemu wykorzystaniu materiałów i ułatwiając recykling po zakończeniu cyklu życia modułu.

Ponadto ogniwo tandemowe firmy Noak można podzielić na mniejsze podogniwa połączone szeregowo i równolegle, co zapewnia elastyczność projektową i pozwala na zmniejszenie zużycia metalu. Folia 3D oraz architektura płytkowa umożliwiają radykalne ograniczenie zużycia drogich i rzadkich metali. Innowacje te rozwiązują zarówno problem kosztów, jak i zależności od kluczowych surowców, które stanowią główne obawy związane z przyszłą skalowalnością energetyki słonecznej.

Firma Noak wplata zasadę obiegu zamkniętego w każdą nową architekturę ogniw, kierując się podstawowymi zasadami projektowania pod kątem demontażu i odklejania na żądanie. Współpracuje w tym celu ze swoim łańcuchem dostaw nad wykorzystaniem certyfikowanych metali pochodzących z recyklingu.

Przyspieszenie prac rozwojowych

Inwestycja w wysokości 5 mln EUR od Fundacji Helios, Nuhma i V2HFin zostanie wykorzystana do przyspieszenia prac rozwojowych z wykorzystaniem istniejącej infrastruktury w EnergyVille w Genk. Firma przygotuje się do skalowania produkcji w ramach partnerstw produkcyjnych na skalę gigawatową.

– Innowacyjność Noak wykracza poza samą technologię. Naszym celem jest zaprojektowanie łańcucha wartości poprzez globalne partnerstwa przemysłowe, bez polegania na wrażliwych, krytycznych i dominujących zależnościach. Umożliwi to poruszanie się pomiędzy kosztownym protekcjonizmem a niestabilną globalizacją – powiedział Geert Palmers, dyrektor generalny Noak:

– W ciągu ostatniej dekady imec i UHasselt, w ramach swoich laboratoriów w EnergyVille, przyczyniły się do przekształcenia fotowoltaiki perowskitowej z obiecującej koncepcji badawczej w technologię o rzeczywistym potencjale przemysłowym. Dzięki firmie Noak mamy teraz możliwość przełożenia tej wiedzy specjalistycznej na produkcję przemysłową – dodał Jef Poortmans, dyrektor programu fotowoltaicznego w imec oraz koordynator ds. badań i rozwoju w EnergyVille.

– Noak jest wynikiem wieloletnich, wytrwałych badań, prowadzonych na długo przed pojawieniem się pomysłu na utworzenie spółki typu spin-off. Te badania podstawowe, wspierane przez europejskie, flamandzkie i belgijskie programy finansowania, mają zasadnicze znaczenie dla tworzenia innowacyjnych przedsiębiorstw. Równie ważna jest przedsiębiorczość, która przekształca badania w produkty gotowe do wprowadzenia na rynek – podkreślił Marlies Van Bael, dyrektor IUMAT: