Исследователи и стартапы по всему миру заговорили о больших переменах в солнечной энергетике.
Прорыв должен совершить перовскит — материал, способный сделать панели вдвое эффективнее и дешевле. Однако пока сложно сказать, как он покажет себя на практике, передает focus.ua
Эксперты видят потенциал в тандемных ячейках, в которых на привычную кремниевую основу наносится тонкий слой перовскита. Это позволяет улавливать гораздо более широкий спектр света и значительно повысить КПД. И все же на пути внедрения технологии есть серьезные препятствия, пишет BBC.
Плюсы перовскита
Это синтетический материал с уникальной кристаллической структурой. Он весьма эффективно преобразует свет в энергию. Главное преимущество по сравнению с кремнием — способность улавливать «невидимую» для традиционного материала часть светового спектра. Это дает немало бонусов:
- Рекордная эффективность: Если теоретический предел эффективности для кремниевых панелей — около 33%, то для тандемных ячеек он превышает 47%. Лабораторные образцы уже достигают КПД свыше 30%, а компания Oxford PV, один из лидеров в этой области, уже производит панели с эффективностью 24,5%.
- Новые применения: Перовскиты очень тонкие, и их можно наносить на любые поверхности, подобно краске. Прозрачные солнечные окна, интеграция панели в крыши электромобилей для подзарядки на ходу — все это может стать реальностью.
- Низкая стоимость: Материалы для производства перовскитов (бром, хлор, свинец, олово) широко распространены и обходятся относительно недорого.
Нерешенные проблемы
Ключевым изъяном перовскитов остается их низкая долговечность. Они очень чувствительны к влаге и высоким температурам, из-за чего быстро деградируют.
«Производители кремниевых модулей могут гарантировать 30-летний срок службы, потому что у них есть 30 лет полевых данных. Но в случае с перовскитами понять, сможет ли модуль, который мы изготовили сегодня, прослужить 30 лет, — это очень сложный вопрос», — говорит Джозеф Берри, исследователь из Национальной лаборатории возобновляемой энергии США.
Компании уже проводят ускоренные тесты на старение в лабораториях, но реальных данных о поведении перовскитных панелей в полевых условиях и в течение многих лет пока просто нет.
Еще один минус — применение в составе перовскитов небольшого количества свинца, известного своей токсичностью и вредом для людей. Впрочем, эксперты отмечают, что его процент ничтожно мал по сравнению с объемами выбросов угольных электростанций при выработке того же количества энергии. Кроме того, новые панели, как и обычные кремниевые (которые тоже содержат свинец), можно и нужно будет перерабатывать.
Несмотря на все трудности, индустрия неумолимо движется к адаптации инновационной технологии. Такие техногиганты отрасли, как Oxford PV, Caelux, Swift Solar и китайская Trinasolar, уже запустили пилотные проекты производства и поставляют дебютные партии своих тандемных панелей на коммерческие объекты.
Именно эти реальные тесты в ближайшие годы и должны дать ответ на главный вопрос: сможет ли «чудо-материал» перовскит выдержать проверку временем и действительно совершить революцию в солнечной энергетике.