Перовскитные солнечные панели заменят кремниевые

Перовскитовые чернила упростят производство солнечных элементов

Источник: https://hightech.fm/2017/03/24/ink-perovskite

Команда ученых Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии (NREL) США нашла способ создавать перовскитовые чернила, которые открывают дорогу к массовому производству солнечных панелей из этого материала.

Перовскитовые технологии создания солнечных элементов обладают большим потенциалом — они изготавливаются из дешевого сырья и отличаются высокой эффективностью. Есть у них и недостатки, в частности — отсутствие надежного способа их массового производства. Именно эту проблему и может решить открытие ученых NREL.

Перовскиты — это класс материалов с одинаковой кристаллической структурой. Многие из них имеют вкрапления органических веществ и металлов. Ученые начали исследования с простой формы перовскитов, образованных из йода, свинца и метиламмония. В нормальных условиях этот материал легко образует фотогальванические кристаллы, но при повышенных температурах процесс занимает больше времени. Это можно замедлить производство и существенно увеличить его стоимость.

Поэтому ученые стали искать условия, ускоряющие формирование кристаллов. В результате получилось то, что они назвали «перовскитовыми чернилами». Им нужна всего минута, чтобы высохнуть на поверхности при температуре 100° C. Этого достаточно, чтобы начать производить перовскитовые солнечные панели рулонным методом.

Солнечные элементы, произведенные таким образом, обладают КПД 17%, а при добавлении слоя фуллерена производительность возрастает до 19%. Это все равно меньше, чем у кремния, но значительно проще в производстве, сообщает Ars Technica. В лабораторных условиях КПД перовскитов может достигать 21,7%.

Всемирный экономический форум признал солнечные элементы из перовскитов одной из 10 наиболее значимых технологий 2016 года. Ожидается, что именно этот минерал сможет совершить прорыв в индустрии солнечных панелей.

Перовскитные солнечные панели появятся на рынке через полтора года

Источник: https://hightech.fm/2017/03/24/spray_on_solar_cells

В ближайшем будущем солнечные панели будут напыляться на поверхности как спрей, а фотоэлектрическую пленку будут печатать прямо на окнах домов и автомобильных крышах. Такой прорыв станет возможным благодаря перовскитам, рассказывает Bloomberg New Energy Finance.

Всемирный экономический форум признал солнечные элементы из перовскитов одной из 10 наиболее значимых технологий 2016 года. Ежегодно ученые со всего мира публикуют до 1500 научных работ по этой теме, хотя первая публикация появилась всего 8 лет назад. Ожидается, что именно этот минерал сможет совершить прорыв в индустрии солнечных панелей, которая, по данным IHS Markit, оценивается в $42 млрд.

Перовскиты обладают кристаллической структурой, которая позволяет им эффективно впитывать свет. Кроме того, их можно смешивать с жидкостью и наносить на различные поверхности — от стекла до пластика — в виде спрея.

Изначально научное сообщество отнеслось к солнечными панелям на основе перовскитов с недоверием. Кремниевые солнечные батареи уже доказали свою хоть и умеренную, но эффективность, а уникальные свойства перовскитов еще не были доказаны. Однако уже в 2012 году КПД элементов на основе перовскитов составил 10% — на тот момент, это был рекордный показатель.

На сегодняшний день перовскитные модули достигают КПД в 21,7% в лабораторных условиях. И такого результата удалось достичь менее чем за 5 лет. При этом по данным ВЭФ, эффективность традиционных солнечных панелей на основе кремния не меняется уже 15 лет.

Ученые продолжают экспериментировать с технологией. В сентябре прошлого года инженеры из Федеральной политехнической школы Лозанны достигли показателя 21,6%, добавив в состав панелей рубидий. Ученые из Оксфордского и Стэнфордского университетов создали панели из двух слоев перовскитов с КПД 20,3%.

Однако по-настоящему изменить рынок солнечных панелей обещает Oxford Photovoltaics, которая разрабатывает тонкие фотоэлектрические пленки на основе перовскита. Модули можно будет печатать на любых поверхностях. Только за декабрь 2016 года компания привлекла дополнительное финансирование в размере $10 млн. Готовый продукт Oxford Photovoltaics обещает представить уже в конце этого года, а на рынке он появится к концу 2018.

Но прежде чем солнечный модуль можно будет наносить как спрей, ученым придется решить несколько проблем. Перовскиты должны стабильно функционировать во внешней среде в течение долгого времени — пока что такие модули быстро выходят из строя. Необходимо усовершенствовать процесс нанесения перовскитного состава так, чтобы он распределялся равномерно.