في السنوات الأخيرة، أصبح البحث والتطوير في مجال الطاقة الشمسية يركز بشكل متزايد على تحسين كفاءة الخلايا الشمسية وتقليل تكاليف إنتاجها، كبديل للخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون، وهى احدة من أكثر أنواع الخلايا الشمسية شيوعًا واستخدامًا في العالم، على الرغم من أنها فعّالة للغاية، إلا أن هناك بعض القيود المتعلقة بكفاءتها، خصوصًا في استغلال الضوء في أطوال موجية مختلفة، مما يجعلها أقل كفاءة في الظروف البيئية المتنوعة.
ومن بين الابتكارات الحديثة التي يتم استكشافها بشكل واسع هي خلايا شمسية كبيرة الحجم مصنوعة من السيليكون مع طبقة علوية من البيروفسكايت، هذا النوع من الخلايا الشمسية يعد تطورًا واعدًا يمكن أن يعزز بشكل كبير من أداء خلايا الطاقة الشمسية التقليدية، مما يجعله بديلاً محتملاً أو حتى مكملًا للخلايا الشمسية التقليدية في المستقبل.
تلبية الطلب العالمي المتزايد بسرعة على الطاقة، وتحقيق أهداف إزالة الكربون التي من شأنها أن تساعد على الحد من آثار تغير المناخ تستغرق في الواقع مئات الأعوام لبناء وتركيب ما يكفي من ألواح الطاقة الشمسية المصنوعة من السليكون، وهو الأمر الذي لا يمكن اعتباره عمليًّا لتحقيق أهداف المناخ.
وقد سجلت أحدى الشركات العملاقة فى مجال الخلايا الشمسية في كوريا الجنوبية، رقمًا قياسيًّا عالميًّا لكفاءة خلية شمسية كبيرة الحجم مصنوعة من السيليكون وطبقة علوية من البيروفسكايت، وهو التطور الذي قد يقلص بشكل كبير حجم وتكاليف المشروعات.
الشركة أعلنت أنها أنتجت خلية تجارية كبيرة الحجم تُعرف باسم M10 حققت كفاءة وصلت إلى 28.6% باستخدام التكنولوجيا، مقارنة بكفاءة قدرها 27% لخلايا السيليكون البلورية، ونحو 21% للألواح الشمسية السيليكونية التجارية التقليدية، على الرغم من أن شركة صينية منافسة حققت كفاءة تتجاوز 30%، ولكن ذلك كان لخلايا أصغر بكثير، وفق ما نشرته "أويل برايس" المتخصصة في أخبار وتحليلات وأسعار النفط والغاز والطاقة.
وقالت "أويل برايس" أيضا أنه في عام 2012، نجح العلماء في تصنيع خلايا شمسية من البيروفسكايت ذات الأغشية الرقيقة، والتي حققت كفاءة تزيد على 10٪. ولكن منذ ذلك الحين، ارتفعت الكفاءة في تصميمات خلايا البيروفسكايت الجديدة بشكل كبير، يمكن أن تصل كفاءة النماذج الحديثة إلى 30٪ باستخدام خلية ذات غشاء رقيق، التي تعد أسهل وأرخص بكثير في التصنيع من لوحة السيليكون ذات الغشاء السميك.
والبيروفسكايت أثبتت أنها الأكثر كفاءة، وهى من البلورات، وسميت على اسم الجيولوجي الروسي ليو بيروفسكي، و تشترك في مجموعة من الخصائص التي تجعلها لبنات بناء محتملة للخلايا الشمسية، ويمكن لألواح الطاقة الشمسية ذات الأغشية الرقيقة المصنوعة من البيروفسكايت امتصاص الضوء من مجموعة متنوعة من الأطوال الموجية، وإنتاج المزيد من الكهرباء من كثافة الشمس نفسها.
