Из какого материала будут производить солнечные батареи в будущем
В России сейчас работают над созданием солнечных батарей нового поколения на основе материала перовскит. Инженер лаборатории перспективной солнечной энергетики Данила Саранин рассказал «Снобу», почему перовскитные элементы лучше кремниевых, насколько экологично их производство и когда технология массово выйдет на рынок
Ɔ. Солнечные панели традиционно производят на основе кремния. Почему ученые решили обратить внимание на другие материалы?
Кремниевой технологии уже больше пятидесяти лет, но она по-прежнему доступна не всем, хоть производство и сконцентрировано в Китае. Остальным развивающимся странам выгоднее использовать традиционные топливные виды энергоресурсов, а также атомную или гидроэнергетику — так конечный пользователь платит за электроэнергию меньше. Все упирается в экономику: производство кремниевых панелей — не только высокая технология, но еще и достаточно сложный и энергоемкий процесс. Поэтому ученые с конца 80-х годов начали думать, как сделать его дешевле. Сначала они пытались создать солнечные элементы на специальных материалах-красителях, потом их внимание привлекли органические полупроводники, но их КПД был не более 15%, тогда как у кремния — 20–25%. В 2010-х появился еще один материал — перовскит (название структуры молекулы, первоначально минерала — титаната кальция. — Прим. ред.), чей КПД в районе 20%, почти как у кремния, а стоимость производства в два раза меньше. Есть такой параметр, как окупаемость энергетических затрат (далее ОЭЗ. — Прим. ред.) — количество энергии, которое мы тратим на производство. Если у кремниевой панели ОЭЗ около порядка десяти лет, то у перовскитной — год. Снижение ОЭЗ возможно благодаря использованию менее энергозатратных процессов в производстве. Еще один плюс перовскитной панели — ее можно печатать на промышленных принтерах, например на стекле или гибкой подложке. Это значит, что такие солнечные панели будут интегрировать на поверхность любой кривизны: полностью закрывать ими фасад здания или делать из них витражи.