MY.UAНовости
Солнечная энергия 3.0: все о новой технологии, которая изменит будущее зеленой энергетики
Солнечная энергия 3.0: все о новой технологии, которая изменит будущее зеленой энергетики

Солнечная энергия 3.0: все о новой технологии, которая изменит будущее зеленой энергетики

Перовскитные солнечные элементы способны заменить кремниевые, ведь их КПД превышает 30%, однако до сих пор этого не случилось. Фокус рассказывает о перспективной новой технологии.

Разработанные Цутому Миясако в ​​2009 году, перовскитные солнечные элементы стали прорывом в сфере зеленой энергетики и многообещающей альтернативой традиционным солнечным технологиям. Самые передовые лаборатории мира экспериментируют с этими фотоэлементами следующего поколения, способными поглощать более широкий спектр солнечного света. Фокус объясняет, почему перовскит сможет заменить кремний, и когда это произойдет.

В отличие от энергоемкого и дорогостоящего производства, связанного с солнечными панелями из кристаллического кремния (c-Si), перовскитные элементы используют металлогалогенидные перовскиты. Эти материалы упрощают производственные процессы и делают их более дешевыми, а также стимулируют исследования, направленные на повышение эффективности, долговечности и коммерческой жизнеспособности. С потенциальной эффективностью, которая выросла с 4% до более 30%, перовскитные панели могут существенно повлиять на будущее возобновляемой энергетики, сообщает interestingengineering.com.

Состав и функциональность перовскитных элементов

Перовскиты — это универсальные материалы, известные своей исключительной композиционной гибкостью, что делает их пригодными для различных высокотехнологичных применений. То есть, их можно использовать для производства чипов памяти и ультразвуковых машин. Перовскитные материалы, такие как метиламмоний-свинцовый галогенид и полностью неорганический цезий-свинцовый галогенид, особенно привлекательны из-за своей экономической эффективности. Возможность печати этими материалами при низких температурах позволяет производить более легкие и тонкие солнечные модули.

Перовскитные солнечные панели
Фото: Kyoto University

Такие устройства, как тандемные солнечные элементы, улучшают технологию, объединяя сильные стороны перовскита и кристаллического кремния, захватывая более широкий спектр солнечного света и значительно увеличивая КПД. Тандемные панели можно встраивать в здания, оснащая ими окна и стены, а также создавать самозаряжающиеся блоки питания и даже текстиль.

Перовскитные солнечные элементы работают по принципу, при котором солнечный свет взаимодействует с тонким слоем гибридного материала на основе свинца или олова. Это взаимодействие генерирует пары электрон-дырка. Электроны движутся к слою переноса электронов (ETL), а дырки к слою переноса дырок (HTL), создавая электрический ток. Одна из проблем в максимизации эффективности этих элементов заключается в препятствовании случаям, когда электроны преждевременно соединяются с дырками, снижая выходную мощность.

Около 90% солнечных панелей используют кремниевые полупроводники, которые нельзя обрабатывать в растворе без риска дефектов, ухудшающих функциональность. А вот перовскитные полупроводники, напротив, обладают высокой отказоустойчивостью и могут быть переработаны в полупроводниковые чернила, что делает их пригодными для создания легких и гибких солнечных элементов.

Такая адаптивность идеально подходит для мобильных приложений, таких как беспилотники и крыши автомобилей. Однако в то время как кремниевые солнечные элементы надежны, имеют срок службы 25–30 лет и минимальную деградацию (около 0,8% в год), перовскитные солнечные батареи сталкиваются с проблемами долгосрочной эффективности и выходной мощности.

Как работает перовскитная технология

Почему перовскитные солнечные панели пока не популярны

Несмотря на многообещающие характеристики, перовскитные солнечные панели имеют ряд значительных проблем, которые препятствуют их коммерческой жизнеспособности и широкому внедрению на рынке по сравнению с традиционной фотоэлектрической технологией. Долговечность является основной проблемой, поскольку устройства обычно имеют срок службы всего 2,5 года из-за отсутствия стабильности в реальных условиях. Эта деградация в первую очередь обусловлена ​​такими факторами окружающей среды, как влажность и воздействие УФ-излучения. Исследователи изучают различные стратегии повышения стабильности и продления срока службы перовскитных элементов с помощью передовых методов инкапсуляции и инноваций в материалах.

Хотя в контролируемых условиях они впечатляют своим КПД от 24% до 30%, пишет Advanced Materials, но эффективность все еще требует улучшения в реальных приложениях. Производственный процесс также сталкивается с препятствиями — большинство лабораторных методов производства панелей нелегко сделать массовыми.

Воздействие на окружающую среду является еще одной значительной проблемой. Во многих перовскитных материалах используется свинец, что вызывает опасения по поводу токсичности и экологической безопасности. Усилия по устранению или безопасной инкапсуляции токсичных материалов имеют решающее значение для продвижения перовскитных устройств к более широкому коммерческому использованию.

Важно Не только добывают энергию: эксперты обнаружили неожиданный эффект от солнечных панелей

Достижения в сфере разработки перовскита

Университет науки и технологий короля Абдаллы (KAUST) и Центр Гельмгольца в Берлине (HZB) достигли эффективности преобразования энергии перовскитных солнечных элементов с покрытием из лезвий 31,2%, сообщает pv-magazine-india.com. Институт передовых технологий (ATI) Университета Суррея продлил срок службы этих элементов на 66%, решив одну из ключевых проблем в их коммерческом применении. Кроме того, ученые из Индии разработали высокостабильные перовскитные элементы с превосходной термо- и влагостойкостью. Городской университет Гонконга (CityUHK) продемонстрировал ячейки с эффективностью 25% и высокой стабильностью, сохраняя производительность 95% после 2000 часов работы. Эти достижения являются частью международных усилий по усовершенствованию технологии перовскитных солнечных батарей.

GCL Group Holdings, крупный китайский производитель солнечных панелей, начал строительство крупнейшего в мире завода по производству перовскитных солнечных элементов в Сучжоу. Swift Solar планирует построить завод в США в течение 2-3 лет для производства тонкопленочных солнечных элементов с использованием тандемных фотоэлектрических систем на основе перовскита. Аналогичным образом компании из Великобритании и Австралии уже коммерциализировали эту технологию. Кроме того, Министерство экономики, торговли и промышленности Японии (METI) объявило о планах по развертыванию 20 ГВт технологии перовскитных солнечных батарей к 2040 году, что свидетельствует о мощной государственной поддержке и инвестициях в солнечную энергетику.

Данная инновационная технология не только сокращает использование земли и снижает стоимость электроэнергии за счет генерации большего количества энергии на единицу площади, чем традиционные панели, но и демонстрирует прорывы в эффективности, достигая более 30% в лабораторных условиях. Перовскитные фотоэлементы способны произвести революцию в возобновляемой энергетике благодаря своей эффективности, экономичности и универсальности. Они могут бросить вызов доминированию кремния и стимулировать будущее расширение мощностей солнечной энергетики.

Перовскитный солнечный элемент появился на рынке

Итоги

Преимущества перовскитных солнечных элементов

  • КПД перовскитных батарей находится на уровне 30%, что превосходит максимум традиционных кремниевых батарей — 25%.
  • Перовскитные панели изготавливаться при комнатной температуре с использованием простых методов печати или нанесения покрытия, что снижает производственные затраты.
  • Их тонкая и легкая конструкция делает их подходящими для различных применений, включая портативные устройства и интегрированные строительные материалы.
  • Сохраняют более высокую эффективность при высоких температурах, идеально подходят для жаркого климата, где традиционные панели работают плохо.
  • Такие инновации, как тандемные конструкции из перовскита и кремния, повышают выработку энергии, одновременно снижая использование материалов, способствуя достижению глобальных целей устойчивого развития.

Недостатки перовскитных солнечных элементов

  • Чувствительны к факторам окружающей среды, таким как влага, кислород и ультрафиолетовое излучение, которые могут быстро разрушить элементы, если они не будут должным образом инкапсулированы.
  • Использование свинца поднимает серьезные проблемы безопасности для здоровья и окружающей среды, требуя исследований нетоксичных альтернатив.
  • Переход от мелкосерийного лабораторного производства к крупномасштабному производству создает проблемы в поддержании качества и эффективности.
  • Конструкционная целостность может быть нарушена при высоких температурах, что ограничивает их использование в определенных климатических условиях без эффективных решений по управлению теплом.
Поделиться
Поделиться сюжетом
Источник материала
Чума в Росії: що відомо про спалах небезпечної інфекції в Іркутській області та чи є загроза для України та світу
24tv
2026-10-07T14:36:44Z
На Буковині голова громади вечорами підробляє сімейним лікарем
ГЛАВКОМ NET
2026-10-17T13:15:39Z
Чи може чума з РФ поширитися в Україні: епідеміологиня відповіла
TSN
2026-10-06T20:00:01Z
Вчені з'ясували, який манікюр робить руки привабливішими: результат дивує
24tv
2026-10-17T13:30:25Z
Пийте каву правильно — житимете довше: дослідники виявили важливу закономірність
TSN
2026-10-18T21:21:58Z
ЦГЗ: Україна не готувала спецзаходи на випадок чуми й не купляла ліки "про запас" – ризик низький
Лига
2026-10-18T20:33:40Z
Як правильно зберігати запаси води вдома — важливі правила безпеки
GlavRed
2026-10-07T23:27:36Z
Комуналка та проїзд безоплатно: хто з пенсіонерів має право на пільги у листопаді
24tv
2026-10-18T18:45:14Z
Цей гіркуватий овоч може покращити сон, пам’ять і настрій: науковці виявили несподівану користь
TSN
2026-10-18T18:21:51Z
Більше ніякої вогкості: хитрий трюк для сушіння білизни, про який знають не всі
GlavRed
2026-10-11T20:24:12Z
Коли додавати овочі в бульйон: секрет насиченого смаку та прозорості
GlavRed
2026-10-11T16:42:46Z
Ракам – відпустити минуле, Овнам – діяти послідовно: найавторитетніший гороскоп на 14 жовтня 2026 року
ГЛАВКОМ NET
2026-10-13T17:57:15Z
Заміна дорогим добривам: який сидерат варто посіяти до кінця жовтня
GlavRed
2026-10-13T17:27:05Z
Не лише білий: які 5 кольорів стін візуально збільшують маленьку кімнату
24tv
2026-10-18T21:00:55Z
Де зустріти Новий рік у Європі: 5 напрямків для українців, куди можна дістатися без літака
24tv
2026-10-18T20:06:04Z
Гороскоп для Водолія на тиждень з 19 по 25 жовтня: коли випадкова розмова змінить погляд на все
Политека
2026-10-18T18:42:58Z
Недооцінений куточок Європи: чому замість Трансільванії час обирати румунську Буковину
24tv
2026-10-18T18:30:51Z
Сотні дивовижних птахів в одній зграї: біля Шепетівки помітили міграцію таємничих горіхівок
24tv
2026-10-18T17:51:17Z
На кордоні перехопили "голуба контрабандиста": він перевозив пігулки в рюкзачку
24tv
2026-10-15T18:15:03Z
Підліток влаштував кривавий розстріл у початковій школі: загинули діти — моторошні деталі
TSN
2026-10-16T14:00:48Z
У Норвегії через масштабний збій зв'язку зупинили всі поїзди та перестали працювати номери екстрених служб
InternetUA
2026-10-09T08:43:29Z
У Києві пролунали вибухи
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T20:24:21Z
Молдова повернула прикордонників, а порушника – ні, – у ДПСУ про інцидент на Дністрі
24tv
2026-10-18T20:09:22Z
Росіяни атакували критичний об’єкт на Вінниччині
24tv
2026-10-18T18:30:13Z
У Полтаві внаслідок ворожого удару загинув 59-річний науковець
TSN
2026-10-18T17:30:40Z
Суд у Черкасах призначив жінці 5 років із випробуванням і зобов’язав написати твори за двома книгами
InternetUA
2026-10-18T17:27:48Z
Пожежа на військовій базі в Канаді забрала життя людей
ZN UA
2026-10-18T14:33:42Z
Модель Ніколь Мачкова похизувалася ідеальною фігурою в спокусливому образі: фото
Gazeta UA
2026-10-18T21:36:07Z
Не зможете відірватись і на секунду: 5 книжок до Гелловіну за шкалою моторошності
24tv
2026-10-18T19:24:52Z
Сінді Кроуфорд вперше за місяць написала про смерть сина у соціальних мережах
Комсомольская правда
2026-10-18T18:33:31Z
Поліцейська із Житомира пише пісні для Іво Бобула
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T16:15:26Z
Вакарчук написав хіт Пономарьову, а Кузьма – Дзідзьо: несподівані історій українських пісень
24tv
2026-10-18T15:06:13Z
Легендарна Vice City мала стати провалом через поганий сценарій, але одна людина змінила усе
24tv
2026-10-18T14:33:09Z
Діти Джолі та Пітта змінили номери, щоб батько не знайшов їх: актор вигадав, як відновити зв'язок з ними
TSN
2026-10-18T14:21:00Z
Розкішні образи світових зірок – це завжди вау: найкращі виходи на Academy Museum Gala 2026
24tv
2026-10-18T14:03:08Z
Стильно та зручно у сезон дощів: як стилізувати черевики челсі
24tv
2026-10-18T13:24:06Z
Яке церковне свято в Україні 26 жовтня
TSN
2026-10-18T21:21:16Z
РФ знову вдарила по Києву: перші деталі про наслідки
TSN
2026-10-18T20:33:37Z
У Литві знайшли уламки дрона, він міг залетіти з Польщі
InternetUA
2026-10-18T20:33:18Z
Пільги для військових після демобілізації: знижка 75% на комуналку та що ще безкоштовно
Политека
2026-10-18T20:00:57Z
Українські морські дрони MV7 випробували на армійських навчаннях у США
InternetUA
2026-10-18T19:51:37Z
Яке релігійне свято відзначається 19 жовтня 2026: традиції та молитва
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T19:21:18Z
Виїхати чи залишитися з дітьми під час війни: як вирішити
Знай
2026-10-18T19:06:11Z
Дмитро Ярош показав кохання, як воно є
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T18:57:01Z
Квартири немає в реєстрі нерухомості: що робити власникам старих свідоцтв і скільки це коштує
Хвиля
2026-10-18T18:45:07Z
Нацбанк збільшив ліміти вдвічі: як тепер українці можуть вкладати свої гроші
Знай
2026-10-09T08:30:10Z
Росіяни отримали наказав бити по мостах і енергетиці: Київ можуть лишити без 90% світла
Знай
2026-10-18T20:21:37Z
Укрзалізниця пояснила, які послуги у потягах безкоштовні, а за що треба платити
Политека
2026-10-18T19:21:43Z
Аукціон з продажу Одеського припортового скасовано. Найважливіший висновок цієї історії
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T19:03:46Z
Яйця у "Сільпо" подорожчали до 99,5 грн за десяток: восени ціни можуть зрости ще на чверть
Знай
2026-10-18T18:45:40Z
Як онлайн перевірити, чи не занизили пенсію: покрокова інструкція
Знай
2026-10-18T18:27:52Z
Відключили газ за борг: скільки коштує повторне підключення
Знай
2026-10-18T18:27:13Z
Світло вимикатимуть протягом всього дня: що чекає українців 19 жовтня
TSN
2026-10-18T18:21:05Z
Звільнення від плати за землю: чи потрібно подавати звітність
Знай
2026-10-18T17:45:47Z
Meta відновила акаунт No Kings після блокування під час протестів у США — The Guardian
InternetUA
2026-10-18T22:19:02Z
Новий підводний кабель Petal передаватиме дані зі швидкістю до 1 млн Гбіт/с
InternetUA
2026-10-18T20:42:26Z
Чому на Android з'являється зелена крапка та як її приховати
InternetUA
2026-10-18T19:01:08Z
Японія планує вперше доставити на Землю ґрунт із супутника Марсу
iPress
2026-10-18T18:13:43Z
Чому не варто довго тримати подовжувач у розетці: головні ризики
InternetUA
2026-10-18T18:13:35Z
Чому ввечері Wi-Fi працює повільніше та як розв’язати цю проблему
InternetUA
2026-10-18T17:21:31Z
На якій висоті встановлювати підвісний унітаз і раковину: золотий стандарт та правила вимірювання
TSN
2026-10-18T16:33:43Z
Збій налаштувань чи візит до сервісу? Чому зарядна станція довго заряджається і не набирає 100%
InternetUA
2026-10-18T16:33:08Z
Терезам – переглянути домовленості, Овнам – спрямувати енергію в діло: найавторитетніший гороскоп на 19 жовтня 2026 року
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T16:03:11Z
Макрон розкритикував «неприборкане насильство» під час протестів у Франції
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T22:27:55Z
Війна, день 1699. США відновили обмін розвідданими з Україною, а дрони уразили дата-центр ВКонтакте під Санкт-Петербургом
Football.ua
2026-10-18T22:01:24Z
«Без королів»: у США протестують проти політики Трампа
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T21:57:57Z
Колишній світ не повернеться: три сценарії майбутнього України після Трампа — NYT
ZN UA
2026-10-18T21:42:38Z
Туреччина планує отримувати російський дизель у межах домовленостей із Трампом
iPress
2026-10-18T21:31:05Z
Німеччина може послабити боргові обмеження заради збереження допомоги Україні
iPress
2026-10-18T21:30:43Z
У США відбулися нові протести проти Трампа з закликом достроково голосувати
iPress
2026-10-18T21:30:03Z
Трамп звинуватив Зеленського у небажанні припиняти війну
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T21:24:52Z
Зараз це агонія, – Зеленський назвав терміни покращення взаємин зі США
24tv
2026-10-18T21:06:12Z
Операція "Вівальді": як бійці 60-ї бригади звільняли Дерилове та Колодязі
24tv
2026-10-18T22:30:59Z
Період дощів: синоптик розповів, коли він закінчиться
ZN UA
2026-10-18T22:18:44Z
СБС встановили три рекорди за 17 днів жовтня: яких втрат зазнав ворог
24tv
2026-10-18T21:57:37Z
"Разом із командирами": Сили оборони розбили тиловий пункт російської армії біля Донецька
24tv
2026-10-18T21:21:17Z
Літні тераси у Львові працюватимуть до кінця листопада: скільки місто вже заробило
Знай
2026-10-18T20:51:31Z
Трамваї №6 і №9 у Дніпрі тимчасово зупинили: чим їх замінять і скільки коштує проїзд
Знай
2026-10-18T19:36:21Z
173 бої за добу: лінія фронту станом на 18 жовтня 2026
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T19:33:58Z
Понеділок знову тут, а ви ще подумки на вихідних: гумористичний гороскоп на 19 жовтня 2026 року
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T19:33:09Z
Київський метрополітен увійшов до списку найкращих у світі за версією CNN
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T18:30:24Z
Fiat перейменував гібридний кросовер Grande Panda: у чому причина
AutoGeek
2026-10-18T19:45:30Z
Навіщо німці одягають шкарпетки на дзеркала авто восени: хитрий секрет
GlavRed
2026-10-18T13:39:27Z
Що означає літера "S" на коробці передач: коли потрібно вмикати цей режим
TSN
2026-10-17T15:51:42Z
Перевірка авто по VIN-коду на AUTO.RIA – помічник покупця
Топ Жир
2026-10-17T06:48:24Z
Гумово-прутковий транспортер, ремонтувати чи купувати новий?
Agravery
2026-10-17T06:21:41Z
Kia Magentis 2008 з найменшим пробігом в Україні продають на Сумщині за цікаву ціну
Топ Жир
2026-10-16T17:36:48Z
На Сумщині чоловік хотів купити автомобіль через TikTok, а втратив понад 61 тис. грн
InternetUA
2026-10-16T16:33:56Z
Maserati відродила дух легендарного MC12: ексклюзивний спорткар випустять лише в одному екземплярі
Фокус
2026-10-16T16:12:39Z
Porsche показав новий концепт гіперкара Mission S
Топ Жир
2026-10-16T16:09:09Z
Карпати — Епіцентр 2:2 Відео голів та огляд матчу УПЛ
Football.ua
2026-10-18T21:42:31Z
Реал Мадрид із дублем Мбаппе обіграв Севілью
Football.ua
2026-10-18T21:13:15Z
Обіграв воротаря: футболіст збірної України забив гол у переможному матчі в Іспанії
ZN UA
2026-10-18T21:09:42Z
"Динамо" шукає заміну Костюку: Шацьких та ще один легендарний тренер — серед кандидатів
Знай
2026-10-18T20:51:22Z
Не Україна: де живуть діти Андрія Шевченка
24tv
2026-10-18T20:51:00Z
Лаціо розібрався з Ювентусом у Турині
Football.ua
2026-10-18T20:42:37Z
Кривбас — ЛНЗ 0:3 Відео голів та огляд матчу УПЛ
Football.ua
2026-10-18T20:15:46Z
Гравець збірної України Ванат відзначився епічним голом за «Жирону»
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T20:12:45Z
Ван Леувен: Деякі гравці Кривбасу виходять на поле з думкою, що вони вищі за інших
Football.ua
2026-10-18T20:00:20Z