Фотоэлементы из перовскита: пять граммов на квадратный метр


    Фольга из перовскита. Масштабная линейка 1 см

    Судя по всему, фотоэлементы из перовскита вместо кремния становятся одной из самых перспективных технологий изготовления солнечных панелей. В России такие исследования вести опасно, а вот зарубежные учёные добились определённых успехов.

    В апреле 2015 года было опубликовано исследование с оценкой энергоэффективности солнечных панелей из перовскита (pdf). Авторы показали, перовскит теоретически превосходит кремний по отношению энергозатрат к генерируемой энергии. Солнечным панелям из кремния требуется около двух лет, чтобы вернуть энергию, потраченную на добычу и очистку минерала, производство и установку батарей.

    Панели из перовскита окупаются за два-три месяца.

    У фотоэлементов из перовскита КПД всего 11-12% — это меньше, чем у кремниевых аналогов. Но всё равно перовскит на порядок выгоднее с точки зрения энергоэффективности.

    Технология перовскитовых панелей очень быстро прогрессирует. К тому же, возможность изготовления токогенерирующей плёнки толщиной в несколько микрометров открывает совершенно потрясающие новые возможности. Такую сверхтонкую гибкую фольгу толщиной 3 мкм как раз недавно изготовили химики из Линцского университета им. Иоганна Кеплера (Австрия). Статья опубликована 24 августа 2015 года в журнале Nature Materials (pdf).

    Австрийцы сумели значительно оптимизировать техпроцесс изготовления фотоэлементов и повысить стабильность химиката в воздушной среде. То есть теперь не нужна трудоёмкая и дорогая инкапсуляция: панели работают без защитной оболочки. Химической стабильности в воздухе добились за счёт применения прослойки из хрома и оксида хрома, которая защищает верхние металлические контакты от реакции с перовскитом.





    Фольга из перовскита имеет толщину всего три микрометра. Неудивительно, что материал демонстрирует феноменальный показатель энергоотдачи: 23 ватта на грамм.



    Квадратный метр фотоэлементов весит всего 5,2 грамма и генерирует 120 ватт мощности!

    Изобретатели предлагают использовать легковесную фольгу для энергопитания беспилотных летательных аппаратов (от больших самолётов до маленьких квадрокоптеров), метеорологических зондов и воздушных шаров с видеокамерами типа «Око», которые непрерывно находятся в воздухе и следят за территорией.



    Для справки. Перовскит — сравнительно редкий на Земле минерал, титанат кальция. Эмпирическая формула: CaTiO3. Впервые обнаружен немецким геологом Густавом Розе в 1839 году в Уральских горах и назван в честь российского государственного деятеля графа Льва Перовского, который коллекционировал минералы. Журнал Science включил перовскит в топ-10 прорывов 2013 года, подразумевая возможность его использования в солнечной энергетике.
    Реклама
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее

    Комментарии 10

      0
      Солнечным панелям из кремния требуется около двух лет, чтобы вернуть энергию, потраченную на добычу и очистку минерала, производство и установку батарей.

      Перовскит — сравнительно редкий на Земле минерал, титанат кальция.

      У фотоэлементов из перовскита КПД всего 11-12% — это меньше, чем у кремниевых аналогов. Но всё равно перовскит на порядок выгоднее с точки зрения энергоэффективности.

      Хоть убейте, не могу понять как то, чего меньше в природе, а значит и дороже, имеющее меньший КПД, может быть выгоднее с точки зрения энергоэффективности, если в неё входят затраты на добычу.
        +10
        В природе он редко встречается. В лабах его получать несложно и дешево. На Урал иностранцы за ним не едут )
          +3
          Так природный перовскит никто же не использует. Его синтезируют в процессе изготовления фотоэлемента.
            +3
            Там вообще не первскит, а некоторое синтетическое соединение свинца с кристаллической структурой как у перовскита
              +8
              вот бы ЭТУ информацию в статью
            0
            Так кремний надо получить достаточно чистый. Это для стекла нужна энергия для того, чтобы расплавить песок, доломит, шпат, кальцинированную соду и другие добавки и вытянуть стекло. Для кремния процесс более энергозатратный.
              –1
              Иногда, чтобы понять, нужно спросить, а то на Хабре и «убить» могут.
              0
              На бумаге оно все очень красиво, а на практике натыкается на разные неприятные вещи. И самая неприятная из всех — это деградация. Как с ней обстоит дело у данных элементов?
                0
                Неспроста только на беспилотники предлагают ставить
                  0
                  Естественно неспроста — только деградация тут не причем. У них же КПД существенно (раза в 1.5) ниже чем у обычных кремниевых, которые уже давно массово производятся и доступны в свободной продаже. Соответсвенно с единицы площади выйдет получить намного меньше энергии чем от обычных. Большое преимущество над обычными только в легкости и мощности на 1кг веса (Вт/кг).
                  Поэтому 1е и самое эффективное применение очевидно — для беспилотников, где общий вес и удельная мощность на вес важнейшие параметры. А на земле это никого особо не интересут.

                  Есть еще быстрая «энергоокупаемость» это конечно тоже хорошо. Но на земле в первую очередь всех интересует не она, а цена и обычная(финансовая) окупаемость. А цена низкой без массового производства не будет.

              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

              Самое читаемое