Недорогие солнечные батареи на основе олова и перовскита

Источник: http://www.ijdesign.com/blog/index.php/2014/05/inexpensive-solar-cells-made-from-tin/

Широко доступное и дешёвое олово могло бы значительно снизить стоимость солнечных батарей, уменьшив загрязнение окружающей среды благодаря меньшей токсичности по сравнению со свинцом, используемым в настоящее время.

Исследователи из США и Великобритании проводят эксперименты по использованию олова вместо свинца в производстве перовскитных солнечных батарей, превращающих световую энергию прямо в электрическую. Перовскит — это минерал, состоящий главным образом из титаната кальция, чьё строение идеально для использования в солнечных батареях. Основная разработка перовскитных солнечных батарей основана на поглощении солнечного света свинцом. Однако, новые исследования отдают предпочтение использованию олова за его меньшую ядовитость.

«Олово имеется в изобилии и дёшево. Его использование в солнечных батареях могло бы снизить цену, уменьшив количество геополитических вопросов, связанных с поставкой сырья».- отмечает Тина Кейси в Clean Technica, пишущая о стабильности и новых материалах.

Солнечные батареи быстро становятся глобальным продуктом. Несмотря на то, что цены на солнечные батареи сильно различаются в зависимости от их типа и эффективности, в целом они становятся более доступными. Согласно Cost of Solar солнечные батареи стали дешевле наполовину по сравнению с 2000 годом и в 100 раз — с 1977 г. Сегодня стоимость единицы мощности равна 70-73 центам за 1 Вт. Установка и получение разрешения на эксплуатацию может повысить цену до 4,72 долларов за 1 Вт.

Одним из исследований по использованию олова в солнечных батареях для снижения их стоимости занимаются разработчики в Северо-Западном Университете Иллинойса. Их дизайн нового элемента солнечной батареи состоит из пяти слоёв. Первый слой — пропускающее свет стекло. Второй слой — диоксид титана. Затем идёт лист олова. За ним — электронная схема. Последним идёт золотое покрытие, формирующее задний контактный электрод фотоэлемента.

Солнечные батареи на основе олова и перовскита

«Отказ от использования свинца в очень перспективном типе солнечных батарей является прорывом».- заявил Меркурий Г. Канатцидис, специалист по неорганической химии, изучающий олово. — «Олово очень подходящий материал. И мы показали, что он работает в составе эффективной солнечной батареи».

Учёные из Великобритании провели подобные эксперименты с использованием олова в перовскитных солнечных батареях и также сообщают об успехе.

«Демонстрация солнечных батарей, использующих перовскит на основе олова, явилась чётким показателем возможности создания хороших солнечных батарей, не содержащих свинец. Этим открылась возможность использования схожих металлов в перовскитных структурах, ведущая к множеству новых направлений исследований для нахождения их оптимальных сочетаний.»- заявил Генри Снайт, главный автор исследования, опубликованного в журнале Energy & Environmental Science.

Одним из недостатков использования олова вместо свинца в солнечных батареях является их меньшая эффективность. Команда учёных из Великобритании сообщила, что их прототип показал около 6 процентов эффективности в преобразовании солнечного света в электричество. Проект американских учёных показал примерно те же результаты. Британские исследователи полагают, что солнечные батареи этого типа по мере разработок могут достичь эффективности близкой к 20%. Лидирующая в настоящее время технология солнечных батарей имеет эффективность около 25%.