Солнечные панели нового поколения можно ставить на авто и вместо окон: плюсы и минусы

Фотоэлектрические ячейки могут содержать как только перовскит, так и слой традиционного кремния — такие называют "тандемными". Сочетание двух видов материалов улучшает поглощение света для генерации электроэнергии. Издание Finantial Times узнало о преимуществах, недостатках и перспективах тандемных солнечных панелей.

Перовскитные и тандемные солнечные панели

Перовскит особенно эффективен при поглощении высокоэнергетического "синего" света, тогда как кремний более эффективен при использовании низкоэнергетического "красного" света. Британский разработчик панелей Oxford PV утверждает, что ее тандемные ячейки могут генерировать на 20% больше электричества, чем другие ячейки такого размера. Компания ожидает увеличения эффективности по мере развития технологий.

Существуют и другой тип улучшенных панелей, где используются несколько слоев перовскита с разными характеристиками. Каждый из них поглощает световые волны разной длины. Благодаря тому, что перовскит в 200-300 раз тоньше кремния, такие панели гораздо гибче.

По словам генерального директора Oxford PV Дэвида Уорда, ячейки, состоящие только из перовскита, можно свернуть в рулон, а тандемные ячейки можно слегка согнуть, чтобы установить на крылья самолета, для примера.

Плюсы и минусы новых панелей

Тандемные солнечные панели эффективнее кремниевых, поэтому могут добывать столько же энергии, занимая при этом меньше места. Тонкость и гибкость перовскита позволяет размещать панели на разных поверхностях, включая крыши автомобилей, фасады зданий или автобусные остановки. Можно также сделать полупрозначные поверхности и устанавливать их вместо окон.

Эффективность текущих панелей компании Oxford PV составляет 25%, то есть они преобразуют 25% попадающей на них солнечной энергии в электричество. Это больше, чем стандартные кремниевые панели, эффективность которых, согласно исследованию FT, составляет около 20–23%.

Процесс производства таких панелей относительно простой и экономный. Раствор перовскита можно распылять на подложку, как краску, а затем нагревают для кристаллизации. Для этого требуется куда более низкая температура, чем для очистки кремния.

Но перовскиты пока служат меньше из-за быстрой деградации. После кристаллизации в материале остаются трещины и частицы растворителя, уязвимые к влажности и окислению.

Тандемные панели Oxford PV рассчитаны на 10 лет, и компания планирует увеличить этот срок до 20 лет к 2027 году. Срок службы кремниевых панелей, напротив, обычно составляет 25 лет.

Перовскитные панели на рынке

Технологию пока сложно найти в продаже, хотя некоторые производители начали продавать солнечные панели с перовскитами небольшими партиями в рамках пилотных проектов. Китайская компания GCL Perovskite, частично принадлежащая энергетическому гиганту GCL, заявляет, что планирует начать "коммерциализацию" своих тандемных панелей в 2026 году.

В 2024 году Oxford PV объявила о первой коммерческой поставке тандемных панелей, которые были произведены на ее заводе в Германии для клиента из США. Компания планирует начать крупномасштабное производство с 2027 года.

Южнокорейская компания Q-Cells планирует начать массовое производство тандемных панелей к 2027 году, а правительство Японии объявило о выделении субсидий в размере 167 млн ​​долларов США в течение следующих пяти лет трем компаниям, развивающим массовое производство перовскитных солнечных элементов.

Недавно подсчитали, что солнечные панели стали главным источником энергии в Европе, выработав 122 317 ГВтч. Этого достаточно, чтобы обеспечить потребности 3 млн домов.