Дослідники та стартапи в усьому світі говорять про великі зміни в сонячній енергетиці. Прорив має здійснити перовскіт — матеріал, здатний зробити панелі вдвічі ефективнішими та дешевшими. Однак поки важко сказати, як він себе проявить на практиці, передає focus.ua.
Експерти вбачають потенціал у тандемних комірках, в яких на звичайну кремнієву основу наноситься тонкий шар перовскіту. Це дозволяє уловлювати набагато ширший спектр світла та значно підвищити ККД. Проте на шляху впровадження технології є серйозні перешкоди, пише BBC.
Переваги перовскіту
Це синтетичний матеріал з унікальною кристалічною структурою, який дуже ефективно перетворює світло на енергію. Головна перевага порівняно з кремнієм — здатність уловлювати «невидиму» для традиційного матеріалу частину світлового спектра. Це дає чимало бонусів:
- Рекордна ефективність: Якщо теоретична межа ефективності для кремнієвих панелей становить близько 33%, то для тандемних комірок вона перевищує 47%. Лабораторні зразки вже досягають ККД понад 30%, а компанія Oxford PV, один із лідерів у цій галузі, вже виробляє панелі з ефективністю 24,5%.
- Нові застосування: Перовскіти дуже тонкі, і їх можна наносити на будь-які поверхні, подібно до фарби. Прозорі сонячні вікна, інтеграція панелей у дахи електромобілів для підзарядки на ходу — все це може стати реальністю.
- Низька вартість: Матеріали для виробництва перовскітів (бром, хлор, свинець, олово) широко поширені та відносно недорогі.
Нерозв’язані проблеми
Головним недоліком перовскітів залишається їхня низька довговічність. Вони дуже чутливі до вологи та високих температур, через що швидко деградують.
«Виробники кремнієвих модулів можуть гарантувати 30-річний термін служби, тому що в них є 30 років польових даних. Але у випадку з перовскітами зрозуміти, чи зможе модуль, який ми виготовили сьогодні, прослужити 30 років, — це дуже складне питання», — каже Джозеф Беррі, дослідник з Національної лабораторії відновлюваної енергії США.
Компанії вже проводять прискорені тести на старіння в лабораторіях, але реальних даних про поведінку перовскітних панелей у польових умовах і протягом багатьох років поки що немає.
Ще один мінус — використання в складі перовскітів невеликої кількості свинцю, відомого своєю токсичністю та шкідливістю для людей. Проте експерти зазначають, що його відсоток надто малий порівняно з обсягами викидів вугільних електростанцій при виробництві тієї самої кількості енергії. Крім того, нові панелі, як і звичайні кремнієві (які також містять свинець), можна і потрібно буде переробляти.
Перспективи технології
Незважаючи на всі труднощі, галузь незворотно рухається до адаптації інноваційної технології. Такі гіганти, як Oxford PV, Caelux, Swift Solar та китайська Trinasolar, вже запустили пілотні проекти виробництва та постачають дебютні партії своїх тандемних панелей на комерційні об’єкти.
Саме реальні випробування в найближчі роки мають дати відповідь на головне питання: чи зможе «матеріал-диво» перовскіт витримати перевірку часом і дійсно здійснити революцію в сонячній енергетиці?