Чудо-материал для солнечных панелей перевернет энергетику, но есть нюансы

Эксперты видят потенциал в тандемных ячейках, в которых на привычную кремниевую основу наносится тонкий слой перовскита. Это позволяет улавливать гораздо более широкий спектр света и значительно повысить КПД. И все же на пути внедрения технологии есть серьезные препятствия, пишет BBC.

Плюсы перовскита

Это синтетический материал с уникальной кристаллической структурой. Он весьма эффективно преобразует свет в энергию. Главное преимущество по сравнению с кремнием — способность улавливать "невидимую" для традиционного материала часть светового спектра. Это дает немало бонусов:

• Рекордная эффективность: Если теоретический предел эффективности для кремниевых панелей — около 33%, то для тандемных ячеек он превышает 47%. Лабораторные образцы уже достигают КПД свыше 30%, а компания Oxford PV, один из лидеров в этой области, уже производит панели с эффективностью 24,5%.
• Новые применения: Перовскиты очень тонкие, и их можно наносить на любые поверхности, подобно краске. Прозрачные солнечные окна, интеграция панели в крыши электромобилей для подзарядки на ходу — все это может стать реальностью.
• Низкая стоимость: Материалы для производства перовскитов (бром, хлор, свинец, олово) широко распространены и обходятся относительно недорого.

Нерешенные проблемы

Ключевым изъяном перовскитов остается их низкая долговечность. Они очень чувствительны к влаге и высоким температурам, из-за чего быстро деградируют.

"Производители кремниевых модулей могут гарантировать 30-летний срок службы, потому что у них есть 30 лет полевых данных. Но в случае с перовскитами понять, сможет ли модуль, который мы изготовили сегодня, прослужить 30 лет, — это очень сложный вопрос", — говорит Джозеф Берри, исследователь из Национальной лаборатории возобновляемой энергии США.

Компании уже проводят ускоренные тесты на старение в лабораториях, но реальных данных о поведении перовскитных панелей в полевых условиях и в течение многих лет пока просто нет.

Еще один минус — применение в составе перовскитов небольшого количества свинца, известного своей токсичностью и вредом для людей. Впрочем, эксперты отмечают, что его процент ничтожно мал по сравнению с объемами выбросов угольных электростанций при выработке того же количества энергии. Кроме того, новые панели, как и обычные кремниевые (которые тоже содержат свинец), можно и нужно будет перерабатывать.

Что в итоге

Несмотря на все трудности, индустрия неумолимо движется к адаптации инновационной технологии. Такие техногиганты отрасли, как Oxford PV, Caelux, Swift Solar и китайская Trinasolar, уже запустили пилотные проекты производства и поставляют дебютные партии своих тандемных панелей на коммерческие объекты.

Именно эти реальные тесты в ближайшие годы и должны дать ответ на главный вопрос: сможет ли "чудо-материал" перовскит выдержать проверку временем и действительно совершить революцию в солнечной энергетике.

Раньше Фокус писал, что солнечные панели не так хороши, как вы думали. Специалисты стартапа PVcase (Литва), предлагающего инструменты для автоматизации проектирования солнечных электростанций, рекомендуют обратить внимание на недостатки фотоэлементов, с которыми придется столкнуться их владельцам.