Перовскит может произвести революцию в альтернативной энергетике

Развитие солнечной энергетики серьезно тормозится достаточно дорогими солнечными панелями, для производства которых используется кремний. Конструкторы уже долгое время пытаются заменить кремний более дешевым аналогом, и, кажется, такой материал найден. Новый материал, все свойства которого в данном аспекте еще до конца не изучены, позволяет получить такое же количество энергии, как и в случае с традиционными панелями.

Благодаря использованию нового открытия, стоимость генерируемой электроэнергии снизится до 10-20 центов за ватт, тогда как кремневые панели имеют показатель 75 центов. Напомним, что согласно подсчетам министерства энергетики США, стоимость ниже 50 центов за ватт позволит рассматривать альтернативные источники энергии в качестве серьезных конкурентов традиционным видам топлива.

Можно сказать, что использование минерала перовскита (титанат кальция) для создания солнечных элементов стало настоящим счастливым случаем для альтернативной энергетики. Этот материал прекрасно поглощает свет, причем толщина его светопоглощающего слоя перовскита составляет 1 мкм, тогда как у кремния этот показатель составляет 180 мкм. Тем не менее, минерал способен поглощать такое же количество энергии на единицу площади, что и кремний, а его светочувствительный слой является полупроводником, а это очень важно для последующей транспортировки электрического заряда.

Один из известнейших популяризаторов и изобретателей в области солнечной энергетики Майкл Гретзел сообщил о том, что новый материал очень дешев в применении, а созданные на основе перовскита панели способны преобразовывать до 15% солнечной энергии, что гораздо больше, чем у других панелей в данной ценовой категории. Впрочем, 15% далеко не предел для этого материала, и уже сегодня ведутся работы для повышения КПД панелей с перовскитом до 20-25%. Напомним, что четыре года назад, когда перовскит был впервые использован для создания солнечных батарей, ученым удалось достичь эффективности всего в 3,5%. С тех пор изменилась технология создания панелей и вместо жидкого электролита теперь используются твердые материалы, которые не растворяют перовскит и позволяют ему проявить свои «чудесные» свойства.

Новые панели получают путем распределения пигмента по листу стекла или фольги. Пигмент смешивается с другими материалами, назначение которых состоит в облегчении передвижения электронов, причем производство настолько простое, что массовое производство подобных панелей может быть налажено в самые короткие сроки. Кроме того, перовскит может использоваться и в комбинации с кремнием, что позволит еще больше увеличить эффективность панели и в то же время снизить ее стоимость. Одним из недостатков применения нового материала является наличие в нем небольшого количества токсичного свинца. Если свинец можно будет заменить оловом или другим нетоксичным материалом или же наладить процесс переработки этого металла, то перовскит может стать основным материалом для производства солнечных батарей, обеспечив им доминирование на рынке электроэнергии в будущем.