Как получить дешевую солнечную энергию? Пока что точно неизвестно, однако удивительное падение цен на панели солнечных батарей продолжается. Появилась информация, что солнечные батареи из перовскита побили отметку эффективности 20%. Это заявление появилось всего лишь спустя 2 дня после того, как ведущие исследователи назвали перовскит будущим солнечной энергетики. Вполне вероятно, что спустя несколько десятилетий именно на батареях из этого материала будет лежать ответственность за выработку электроэнергии в целом.
Как получают электричество из солнечного света
Есть множество способов получения электричества из солнечного света. Однако на рынке солнечной энергии доминируют ячейки кристаллов кремния. Большинство альтернатив менее эффективны и при этом стоят дорого. Однако в последние несколько лет появилось множество домыслов о ячейках, сделанных из перовскита. Это класс кристаллов, которые своей структурой имитируют естественный оксид титана кальция. Перовскит не нуждается в обработке при высокой температуре, которая и составляет большую часть стоимости кремниевых элементов.
Особенности батарей из перовскита
То же самое верно и для нескольких других вариантов солнечных батарей, но, чтобы достичь повышения эффективности, потребовались десятилетия. С другой стороны, прошло всего лишь 7 лет после первой публикации об электроэнергии из перовскита и солнечного света, который имел эффективность 3,8%. Три года спустя профессор Оксфордского университета Генри Снейз изменил это, показав, как добиться 10% эффективности.
Ранее в этом году профессор Снейз установил еще один рекорд, комбинируя ячейку перовскита с традиционным кремниевым модулем, что помогает захватить 25,2% энергии солнца.
Теперь Снейз пошел еще дальше, объединив два слоя перовскита вместе, чтобы получить ячейки с эффективностью 20,3%. Несмотря на то что такие батареи менее эффективны, чем комбинации из кремния и перовскита, Снейх утверждает, что они будут более дешевыми в массовом производстве.
Эффективность и другие проблемы
Главной задачей любого рода фотоэлемента является извлечение энергии из как можно большего количества волн разной длины. Снейз создал тип перовскита, который эффективно улавливает синий свет, но по большей части позволяет проходить красному. Он был соединен с другим видом перовскита, который эффективен при улавливании красного света.
Хотя перовскит, который способен улавливать синий свет, был создан раньше, Снейз начал использовать еще один, который больше подходит для красного конца спектра. Используя комбинацию олова, свинца, цезия, йода и органических материалов, ученому удалось создать перовскит, который способен даже захватывать видимый инфракрасный свет.
Помимо необходимости повышения эффективности, основным препятствием для практического использования солнечных батарей из перовскита является то, что они быстрее других теряют производительность при воздействии кислорода, тепла и воды. Воздействуя на перовскит температурой 100 градусов в течение четырех дней, Снейз смог достичь того, чтобы тепло больше не было проблемой, и вполне возможно, то же самое можно сказать о кислороде.
Таким образом, будущее солнечной энергетики может быть намного ближе, чем мы привыкли считать.
