Wszystkie barwy perowskitów

Tomasz Cudowski, „Eurobuild Central & Eastern Europe”: Jak zaczęła się Państwa współpraca z firmą Skanska?

Olga Malinkiewicz, prezes i CTO Saule Technologies: Niecałe dwa lata temu, gdy już działało laboratorium i mieliśmy za sobą pierwsze pomyślne testy, uznaliśmy, że jesteśmy gotowi, by licencjonować naszą technologię, więc zorganizowaliśmy przetarg. Firma Skanska jako jedna z wielu odpowiedziała na naszą ofertę. Nie tylko zaoferowała najlepsze warunki, ale i okazało się, że jest nam najbardziej po drodze: nasz produkt znakomicie nadaje się do wykorzystania w biurowcach, a Skanska przywiązuje dużą wagę do samowystarczalności energetycznej swoich inwestycji oraz ich przyjaznego dla środowiska charakteru. Poza tym nie waha się inwestować w rozwiązania innowacyjne, wyprzedzające swoją epokę. A tym są właśnie ogniwa perowskitowe. Dziś powielamy ten mechanizm i organizujemy sprzedaż licencji na inne kraje, próbując wejść na rynki Bliskiego Wschodu, a w roku 2019 także do Azji.

Właśnie, zacznijmy od podstaw: czym są ogniwa perowskitowe?

Materiał perowskitowy, który wykorzystujemy, powstaje w efekcie połączenia powszechnie dostępnych pierwiastków i odpowiednich domieszek w odpowiednich warunkach. Wytworzona w ten sposób struktura ma niesamowite właściwości. Dotychczas fotowoltaika była kojarzona z ogniwami krzemowymi – dużymi, ciężkimi panelami – a my dysponujemy technologią umożliwiającą produkcję perowskitów w formie tuszu, który jest po prostu nadrukowywany na folii. Takie ogniwo doskonale absorbuje światło i przetwarza energię świetlną na elektryczną. Strukturę można nadrukować praktycznie na każdym materiale, jednak my wybraliśmy folię, bo jest tania, lekka, elastyczna i można z niej formować dowolne kształty. No i można umieszczać wykonane z niej ogniwa na dowolnych powierzchniach, także na fasadach budynków.

Folia perowskitowa może przybrać praktycznie dowolny kształt i kolor

Dachy już nie wystarczają?

Właśnie – dachy budynków komercyjnych są już zazwyczaj zapełnione: instalacjami, urządzeniami czy nawet zielenią lub obiektami małej architektury, jeśli architekt zaplanował tam taras. Elewacje są w zasadzie niewykorzystane, chociaż na umieszczenie na nich ogniw krzemowych pewnie nie zgodziłby się żaden inwestor – urządzenia te są ciężkie, zasłaniałyby szklane ściany i nie wyglądałyby dobrze. Farmy słoneczne wymagają ogromnych powierzchni, a tej w miastach raczej nie ma. Niestety, technologia produkcji ogniw krzemowych nie daje dużych możliwości wpływania na ich kształt – duże bloki krzemowe są wytapiane i cięte na plastry o dużej powierzchni, tymczasem perowskity, jak już wspomniałam, można nadrukować na folię o dowolnym kształcie. Proces druku do złudzenia przypomina technologię inkjet wykorzystywaną w domowych drukarkach atramentowych.

Czy tuszowi z perowskitów także można nadać dowolny kolor?

Jest spora gama barw, które można nadać perowskitom stosunkowo łatwo. Są to ciemniejsze kolory: czernie i brązy, najlepiej pochłaniające promieniowanie słoneczne, ale także czerwienie i pomarańcze, które kojarzą się z budownictwem przez podobieństwo do klasycznej cegły czy dachówki. Uzyskanie innych kolorów także jest możliwe – właśnie z firmą Skanska będziemy testować ogniwa w kolorze zielonym i niebieskim. Teoretycznie jest możliwa także produkcja ogniw o neutralnej barwie i wysoce przezroczystych, ale ta technologia jest jeszcze na wczesnym etapie testowania.

Podstawowe składniki materiału perowskitowego, który Państwo stosujecie, są ogólnie znane, więc składu nie można opatentować. W czym tkwi tajemnica działania Waszego ogniwa?

Materiał to nie wszystko. Ważniejsza jest w tym przypadku architektura ogniwa, zastosowane domieszki i inne warstwy ogniwa, a to już nasze autorskie rozwiązanie chronione patentem. Podstawowy skład materiału perowskitowego jest rzeczywiście znany od dawna. Był już badany pod kątem wykorzystania m.in. w tranzystorach i diodach jako tani zamiennik krzemu, ale nigdy wcześniej nie był badany pod kątem wykorzystania w ogniwach fotowoltaicznych. Gdyby 20 lat temu ktoś wpadł na ten pomysł, prawdopodobnie mielibyśmy już rozwiniętą i ogólnie dostępną technologię ogniw perowskitowych. Tymczasem pierwsze ogniwo perowskitowe w warunkach laboratoryjnych powstało dopiero w 2009 roku, a na większą skalę po raz pierwszy zastosowano je trzy lata później. Składniki materiału perowskitowego można uzyskać w laboratorium w stosunkowo prostym procesie. Nie trzeba ich – w przeciwieństwie do krzemu – wydobywać i przetapiać, a na efekty procesu syntezy nie czeka się, jak choćby w przypadku fulerenów, tygodniami. Mówiąc metaforycznie: perowskity są jak ekskluzywne dania przygotowane przez kucharza z podstawowych produktów – sekret tkwi w przepisie, przyprawach, no i umiejętnościach mistrza kuchni. A szczegółowej receptury na nasze ogniwa strzeżemy jak oka w głowie, tylko wybrani pracownicy mają do niej dostęp.

Co jest najtrudniejsze we wdrażaniu całkowicie nowej technologii? Brak jakichkolwiek wskazówek? Przygnębienie z powodu nieudanych testów?

Nieudanych testów też nie brakowało, ale rekompensuje je satysfakcja z tych udanych i podekscytowanie odkrywaniem całkiem nowej dziedziny życia i technologii. Dopiero budujemy pierwszą linię do produkcji seryjnej, wcześniej spędziliśmy kilka lat w laboratoriach. Nie mieliśmy żadnych opracowań ani podręczników, które mogłyby cokolwiek podpowiedzieć. Ale – jesteśmy tego pewni – ta technologia zmieni rynek energii. Pierwszy raz w historii ludzkości dysponujemy źródłem energii konkurencyjnej pod względem kosztów wytworzenia 1 kWh wobec energii uzyskiwanej z paliw kopalnych! Abstrahując od aspektów biznesowych, ta technologia jest także niezwykle przyjazna środowisku: wykorzystuje „zieloną” energię słoneczną i nie powoduje powstawania żadnych odpadów. Jeszcze kilka lat temu wydawało się, że bezkonkurencyjna pod tym względem jest technologia krzemowa, ale perowskity już na wczesnym etapie są dla krzemu poważną konkurencją, więc można zakładać, że z czasem go wyprzedzą.

Rozwój nowej technologii pochłania pewnie mnóstwo czasu i pieniędzy. Macie jedno i drugie?

Jak w każdym biznesie, finansowa strona przedsięwzięcia jest bardzo ważna. Musimy się nie tylko utrzymywać, ale i rozwijać. Na szczęście powoli zaczynamy już spieniężać nasz pomysł, sprzedając licencje na tę technologię. Firma Skanska będzie ją stosować w budownictwie, ale perowskity można wykorzystywać w wielu innych dziedzinach, np. w branży motoryzacyjnej czy telekomunikacyjnej. Proszę sobie wyobrazić dach samochodu „pomalowany” perowskitem, który wytwarza energię do zasilania niektórych urządzeń pojazdu… Albo telefon komórkowy z jednej strony pokryty folią perowskitową. Takie testy już zresztą robiliśmy – proszę sobie wyobrazić, że wystarczy sztuczne światło z domowej lampy, by podtrzymać smartfon w stanie spoczynku. A jeśli umieści się ten sam aparat w pełnym słońcu, można w ogóle zapomnieć o tradycyjnej ładowarce! Panel krzemowy tego nie potrafi.

Teraz pytanie, które pewnie nurtuje czytelników od początku naszej rozmowy: ile to będzie kosztować? Na przykład taka ładowarka z perowskitów.

Nie próbuję się wykręcać, ale… trudno odpowiedzieć na to pytanie. Nasza filozofia zakłada sprzedaż dużej liczby ogniw firmom, które będą je montowały w swoich produktach, więc ostateczna cena będzie zależała od producenta telefonów.

No to ile będzie kosztować metr kwadratowy ogniwa?

To też na razie trudno sprecyzować. Budujemy pierwszą linię produkcyjną, która będzie miała również charakter testowy. Jej początkowe możliwości szacujemy na 40 tys. mkw. folii perowskitowej rocznie, choć już teraz planujemy rozbudowę linii i podwojenie jej możliwości. Zakład będzie gotowy w połowie przyszłego roku, więc pierwsze produkty trafią do oferty pewnie pod koniec 2019 roku, wówczas będziemy mogli podać ceny. No i nieustannie dopracowujemy szczegóły produktu – szukamy optymalnych kształtów czy kolorów – ale sama technologia już jest. Wiadomo, że działa i z pewnością zrewolucjonizuje świat. A my będziemy mieli w tej rewolucji spory udział – to niepowtarzalne uczucie. ν

Partnerem merytorycznym działu jest firma Skanska

Adam Targowski

menedżer ds. zrównoważonego rozwoju w spółce biurowej Skanska

Energia drzemie w Ścianach

Naszym priorytetem w Skanska jest zrównoważone budownictwo, które jak najlepiej służy człowiekowi i nie wpływa negatywnie na środowisko. Celem projektu, jaki prowadzimy z Saule, jest wypracowanie rozwiązania, które pozwoli na samowystarczalność energetyczną budynku biurowego przy możliwie jak najmniejszej ingerencji w proces budowlany. Jednocześnie dążymy do tego, aby technologia ta nie miała negatywnego wpływu na wygląd danego projektu. Dlatego perowskity są dla nas idealnym pomysłem do dalszej pracy. W ciągu kilku najbliższych tygodni na budynku Spark C w Warszawie zamontujemy testowy element fasady pokryty ogniwami perowskitowymi. Będzie to pierwsze przemysłowe wdrożenie, w ramach którego ogniwa fotowoltaiczne zostają zintegrowane z materiałami pokrywającymi budynek. W efekcie w praktyce sprawdzimy, jak łączenie ogniw z fasadą wpływa na cały proces budowlany. Zdajemy sobie sprawę, że wprowadzenie projektu na skalę masową zależy od optymalizacji w zakresie produkcji i implementacji. Optymizmem napełniają nas dotychczasowe postępy prac, świetna współpraca różnych podmiotów ze świata biznesu i nauki, a także fakt, że nasze testy wyprzedzają założony harmonogram.