Минерал перовскит делает солнечную энергию дешевле

Mineral-perovskit

Перовскит — класс соединений, которые впервые были обнаружены в Уральских горах более полувека назад. Сегодня первоскиты стали рок-звездой в мире исследований солнечной энергии. Учеными в экспериментах с перовскитом в последнее время достигнут скачок эффективности до 20%, причем два года назад показатели были всего около 10%.

Это по-прежнему ниже, чем наиболее эффективные промышленные кремниевые ячейки на рынке от  корпорации SunPower, производящей солнечные элементы с КПД 24%. Но из быстрого роста перовскита в эффективности, исследователи считают, он позволит создать ячейки, которые, по крайней мере будут столь же эффективным, как и сделанные из кремния, но с гораздо меньшими затратами.

Перовскитные материалы

Перовскитные материалы предоставили беспрецедентные преимущества в эффективности. ДЕННИС ШРЕДЕР / NREL

Если надежды оправдаются, говорят исследователи, перовскит может сыграть решающую роль в будущем солнечной энергии. Он может использоваться в солнечных батареях для вместо кремния или как слой поверх кремниевых солнечных элементов, чтобы повысить производство энергии путем захвата света от части спектра, которую кремний не может захватить.

«Перовскит, похоже, обещает быть высокоэффективным и недорогим материалом», — ​​говорит Джао ван де Лагемаат, директор центра по химии и нанонауке в департамента США Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Колорадо, который делает исследования перовскита для одной из химических компаний. «Это может быть один из материалов, который собирается изменить игру», — говорит он.

Стоимость и преимущества

Перовскит был назван в честь русского минералога Льва Перовского, когда он впервые обнаружил в 1839 году минерал оксид кальция титана (CaTiO3). Но термин перовскита сегодня используется для описания любых соединений, которые имеют ту же кристаллическую структуру, что и оригинал.

Показатели эффективности для солнечных ячеек

Показатели роста эффективности солнечных ячеек на различных материалах за 2006-2013 года (Wall Street Journal)

Почему перовскит работает так хорошо в солнечных батареях, является тайной. «До перовскита никогда не было технологий, которые показвали рост эффективности так быстро,» — говорит г-н ван де Лагемаат. «Люди заинтригованы, почему это работает и как это может быть настолько эффективным. Это своего рода является загадкой.»

Одним из преимуществ является то, что перовскит может быть изготовлен ​​из обычных металлов и промышленных химических веществ, а не из дорогих исходных материалов, используемых как другие заменители кремния. Кроме того,материалы на основе перовскита могут быть использованы для печати фото электроники непосредственно на стекла или другие материалы, которые станут дешевле, чем при более сложных способах получения тонкопленочных солнечных элементов.

Выход на рынок

Стартап из Великобритании Oxford Photovoltaics является одной из ведущих компаний, работающих с перовскитом. Её главный научный сотрудник, Генри Снайф, руководил одной из двух команд, работающих над изменением конструкции солнечных элементов из перовскита для повышения их эффективности.

Oxford Photovoltaics планирует лицензировать свой рецепт перовскита в жидкой форме для химических компаний и процесс использования жидкости, для производства стекла или солнечных ячеек, говорит Крис Картер, главный технический директор Оксфорде. Компания ожидает, что продукты на основе своей технологии появятся на рынке к 2017 году.

Другие же компании более осторожны в прогнозах считая, что разработчики до сих пор не смогли преодолеть некоторые трудности, чтобы вывести перовскит на рынок. Они считают, что нужно убедиться, что материалы на основе перовскита будут работать так же долго, как и кремниевые солнечные элементы. Также не решен вопрос по защите перовскитов от влаги, что значительно ухудшает их эффективность.

«Перовскиты находятся еще в младенческом возрасте, который может легко длиться более пяти лет, прежде чем достигнут зрелости,» говорит Гомер Антониадис, директор по глобальным технологиям компании DuPont Co.

Добавить комментарий


Почитать ещё по теме:


Разработана надежная атомная батарея
Nanophononic_Metamaterial
Термоэлектрические материалы можно радикально улучшить с помощью наностержней
Открыт эффективный способ преобразования окиси углерода в этанол
Созданы солнечные батареи, превращающие инфракрасное излучение в электричество
Поточные аккумуляторы достигли показателей литий-ионных по плотности хранения энергии

Template design by Joule Watt © 2014 Домашняя энергетика