We Wrocławiu otwarto pierwszą na świecie fabrykę perowskitów. Ogniwa oparte na tych materiałach pozwalają generować energię zarówno ze słońca, jak i ze sztucznego światła, dlatego znajdują zastosowanie dosłownie wszędzie. Technologię ich wytwarzania opracowała polska fizyczka, Olga Malinkiewicz.
Pilotażową linię produkcyjną perowskitów otworzyła wrocławska firma Saule Technologies, rozpoczynając tym samym nową erę w energetyce – fotowoltaiki 2.0. Wprawdzie perowskity znane są nauce od lat 30. XIX wieku, kiedy to odkrył je w górach Ural rosyjski naukowiec Lew Perowski, to jednak dopiero pod koniec pierwszej dekady XXI wieku japoński badacz Tsutomu Miyasaka udowodnił, że mogłyby być wykorzystywane do tworzenia fotowoltaicznych ogniw słonecznych. W roku 2013 tymi minerałami zainteresowała się Olga Malinkiewicz, studiująca wówczas w Walencji. Rok później opracowała przełomową metodę wytwarzania perowskitowych ogniw słonecznych w temperaturze pokojowej. Był to milowy krok w rozwoju fotowoltaiki, bo unikalne cechy ogniw perowskitowych otwierały zupełnie nowe możliwości zastosowań. W przeciwieństwie do sztywnych, ciężkich i kruchych tradycyjnych ogniw krzemowych, wytwarzanych w temperaturze kilkuset stopni Celsjusza, ogniwa perowskitowe są bardzo lekkie, cienkie, elastyczne, a przy tym nie wymagają wysokich temperatur w procesie produkcji. Dzięki temu nie tylko nie są obciążone wysokim długiem energetycznym, ale i można je nanosić nawet na tak łatwopalne podłoża jak folia PET, papier i tekstylia. Są proekologiczne, idealnie odpowiadając na kluczowe potrzeby naszych czasów. Są też niezwykle wydajne, nawet w miejscach nieoptymalnie oświetlonych i we wnętrzach budynków jedynie ze sztucznym oświetleniem. Można je także produkować w różnych kolorach. To oznacza, że praktycznie nieograniczony jest zakres ich możliwych zastosowań.
Nie są to – w porównaniu do tradycyjnych ogniw krzemowych – ogniwa po prostu ulepszone. To ogniwa nowej generacji, ze względu na swoje unikalne cechy użytkowe znajdujące zastosowanie tam, gdzie sztywne, ciężkie i kruche ogniwa krzemowe, wytwarzane w bardzo wysokich temperaturach, nie miałyby szansy się sprawdzić – tłumaczy autorka wynalazku.
Jednym z najbardziej oczywistych obszarów aplikacyjnych jest fotowoltaika nabudynkowa: BIPV (building integrated photovoltaics), czyli ogniwa zintegrowane z fasadą na nowo budowanych budynkach oraz BAPV (building attached photovoltaics), czyli instalacje fotowoltaiczne montowane na fasadach już istniejących budynków. Ogniwa perowskitowe mogą być na przykład zintegrowane z dachówkami, także falistymi, bo umożliwia to elastyczność folii, czy na fasadach – i to nawet w miejscach oświetlanych pod kątem na tyle dużym, że w takiej lokalizacji nie sprawdziłyby się tradycyjne ogniwa krzemowe, skuteczne jedynie przy optymalnym oświetleniu. Mała waga ogniw perowskitowych pozwala na instalowanie ich na dachach i fasadach budynków o lekkiej konstrukcji, zbyt słabych, by unieść ciężkie ogniwa krzemowe. Niezwykle ważnym walorem ogniw perowskitowych jest to, że są wizualnie dyskretne, dzięki czemu można je bezinwazyjnie wykorzystywać w architekturze, bez obawy, że oszpecą budynek.
Z kolei częściowa transparentność ogniw perowskitowychoznacza, że można pokrywać nimi nawet okna, na przykład w biurowcach, gdzie przeszklone powierzchnie zajmują większość elewacji. Z myślą o montażu na gotowych budynkach, firma Saule Technologies już od ubiegłego roku rozwija produkt BAPV: lamele – łamacze światła –automatyczne żaluzje do wykorzystania na fasadach budynków biurowych lub usługowych. Pełnią funkcję przeciwsłoneczną, termoizolacyjną i generują energię elektryczną. Pierwsza instalacja łamaczy światła Saule Technologies u klienta będzie zaprezentowana w tym roku.
Ogniwa perowskitowe są też idealnym źródłem energii dla urządzeń IoT (Internet of Things). Możliwość wydajnej pracy nawet w sztucznym świetle otwiera niezliczone możliwości zastosowań w zasilaniu małych, niewymagających dużych ilości energii urządzeń IoT: od świateł awaryjnych pokazujących drogę ewakuacji w razie awarii zasilania w obiekcie, przez rozmaite czujniki, po elektroniczne etykiety z ceną czy ładowarki. Ogniwa perowskitowe mogą też zasilać autonomiczne urządzenia, w których np. wymiana tradycyjnych akumulatorów byłaby bardzo kłopotliwa.
Przykładem nieoczywistego, a zarazem bardzo praktycznego zastosowania zasilania perowskitowego jest projekt, który Saule Technologies zrealizowało we współpracy z WWF (World Wide Fund for Nature): obroża GPS do monitorowania żubrów w ich naturalnym środowisku. Ogniwa słoneczne zlikwidowały konieczność wymiany baterii.
Lekkość i wydajność ogniw perowskitowych pozwala myśleć o zasilaniu nimi dronów, które już wkrótce będą przecież powszechnie pełnić funkcję dostawczą – nie tylko w sytuacjach, gdy trzeba szybko dostarczyć towar w miejsce trudno dostępne (np. lekarstwa do zasypanej śniegiem osady w górach), ale i na co dzień. Elastyczność i lekka waga, a także fakt, że ogniwa perowskitowe można produkować metodą druku, bez wymogu stosowania bardzo wysokich temperatur, pozwolą na pokrywanie nimi na przykład żagli, namiotów, plandek TIR-ów, karoserii samochodów osobowych. Obszar e-mobility (elektromobilność) ma ogromny potencjał. Ogniwa perowskitowe zasilą nowoczesne wiaty do ładowania samochodów, rowerów, hulajnóg czy skuterów elektrycznych.
Wraz z rozpowszechnianiem się elastycznych ogniw perowskitowych zainteresują się nimi zapewne również producenci odzieży i sprzętu sportowo-rekreacyjnego, oferując na przykład zimowe kurtki, które ładują zainstalowane w nich podgrzewacze czy też plecaki i torby, w których będzie można podładować laptop lub telefon. Także przenośne urządzenia elektroniczne, takie jak tablety, smartfony czy laptopy będą mogły pracować dłużej, czerpiąc energię nie tylko z akumulatora, ale i z ogniw perowskitowych zintegrowanych z obudową.
Liczba potencjalnych zastosowań ogniw perowskitowych jest tak wielka, że w ich przypadku traci nawet sens angielskie powiedzenie Sky is the limit. Niebo nie jest tu bowiem granicą. Ogniwa perowskitowe powędrują daleko poza orbitę Ziemi. Są idealnym źródłem zasilania w rozpoczynającej się właśnie drugiej erze podboju kosmosu – twierdzą inżynierowie z Saule Technologies.
Za opracowanie niskotemperaturowej metody wytwarzania ogniw perowskitowych Olga Malinkiewicz zdobyła prestiżową nagrodę „Photonics21 Student Innovation” w konkursie organizowanym przez Komisję Europejską. Media obiegło zdjęcie, na którym młodej fizyczce z Polski wręcza nagrodę Neelie Kroes – wiceprzewodnicząca KE.
Po tym wydarzeniu mój telefon nie przestawał dzwonić. Inwestorzy cały czas pytali, czy zamierzam założyć firmę– wspomina Malinkiewicz.
Zaufała dwóm prężnym inwestorom z Polski: Piotrowi Krychowi i Arturowi Kupczunasowi. W maju 2014 r. opuściła słoneczną Hiszpanię i powróciła do Polski. W wynajętej przestrzeni laboratoryjnej we Wrocławiu tercet zakłada spółkę Saule Technologies.
Nie mam problemu z wychodzeniem poza strefę komfortu, zmienianiem otoczenia, w którym żyję. Jestem typem nomada. Od dziecka wielokrotnie się przeprowadzałam, zmieniałam szkoły, miasta, w których mieszkałam. Zmian było tak dużo, że praktycznie są jedyną stałą rzeczą w moim życiu. Myślę, że bardzo dużo dały mi też studia w Hiszpanii. Byłam tam sama, wszystko musiałam sobie zorganizować i mogłam liczyć tylko na siebie. Dzięki temu przeszłam twardą szkołę życia. Dlatego połączenie nauki z biznesem było po prostu kolejną zmianą i kolejną decyzją. Najważniejszą chyba, jaką podjęłam –podkreślała w jednym z wywiadów.
Urodziła się w 1982 r., jest wnuczką wybitnego inżyniera Bogumiła Szwabika. W 2002 r. rozpoczęła studia na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Kontynuowała je w Hiszpanii, uzyskując dyplom magistra na Politechnice Katalońskiej w Barcelonie (Universitat Politècnica de Catalunya). Zainteresowanie fotowoltaiką rozwijała podczas pracy w Instytucie Nauk Fotonicznych ICFO (Institut de Ciències Fotòniques) w Castelldefels. Pracę doktorską, traktującą o tanich, wydajnych i elastycznych perowskitowych ogniwach słonecznych, obroniła w Instytucie Nauk Molekularnych ICMol (Institut de Ciència Molecular) Uniwersytetu w Walencji. Niedawno na łamach „Nature Photonics” opisywała swoją drogę do sukcesu. Podkreśliła w felietonie, jak ważne dla naukowca jest znalezienie odpowiednich partnerów biznesowych. Takich, którym można z wzajemnością bezgranicznie zaufać, tak jak ufają sobie partnerzy tańczący tango. Gdy jedna strona wykonuje śmiały ruch, druga musi wierzyć w kompetencje partnera – ale i asekurować, gwarantując pełne wsparcie w każdej sytuacji.
We wzorcowej synergii nauki z biznesem Saule Technologies, zgodnie z założeniami, szybko opracowuje, a potem doskonali metodę produkcji elastycznych ogniw perowskitowych metodą druku atramentowego (ink-jet), w czym jest światowym pionierem. Misją firmy jest komercjalizacja wynalazku Olgi Malinkiewiczi budowa pierwszej na świecie linii produkcyjnej. Saule Technologies uzyskuje tytuł „Startup Roku 2014” w ramach Business Mixer. W 2015 roku „MIT Technology Review” – najstarszy magazyn poświęcony nowoczesnym technologiom, wydawany przez Massachusetts Institute of Technology – honoruje Olgę Malinkiewicz prestiżowym tytułem „Innovator of the Year” w konkursie „Innovators Under 35”.W roku 2020 „Chemical & Engineering News” (C&EN), magazyn wydawany przez Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne (American Chemical Society), w specjalnym wydaniu „Trailblazers” (ang. pionierki) zaliczył Malinkiewicz do elitarnego grona liderek przedsiębiorczości wyróżniających się w dziedzinach naukowo-technologicznych.
Dziś kieruje zespołem kilkudziesięciu naukowców z blisko dwudziestu krajów. Karierę naukową łączy z byciem mamą dwóch synów.
Buduję przyszłość dla wszystkich dzieci. Potrzebujemy myślenia długofalowego. Dziś decydujemy o przyszłości – jak świat będzie wyglądał za pięćdziesiąt lat, jakim pozostawimy go dzieciom i wnukom – przekonywała w rozmowie z „Forbes Women”.
Wraz z uruchomieniem pierwszej na świecie fabryki drukowanych, elastycznych ogniw fotowoltaicznych z perowskitu marzenie Malinkiewicz o udostępnieniu energii słonecznej każdemu właśnie się spełnia.
MK