Loading

Новый материал, который сделает солнечную энергию невероятно дешевой

Создано 22.08.2013 10:15
Автор: Natali

Новый материал, который сделает солнечную энергию невероятно дешевой

Новый тип солнечных батарей изготовлены из материала, который, по оценкам специалистов, значительно дешевле получать и использовать, чем кремний, а сделанные из него панели могут генерировать такое же количество энергии, как и современные солнечные элементы.

Несмотря на то, что потенциал материала только начинают изучать подробнее, он уже привлек внимание ведущих исследователей в отрасли солнечной энергии и несколько компанией работают над коммерциализацией проекта.

Исследователи прогнозируют, что стоимость новых солнечных панелей составит примерно от 10 до 20 центов за ватт, что относительно кремниевых с ценой 75 центов за ватт существенно дешевле. По словам Министерств энергетики США, цена 50 центов за ватт позволит альтернативной энергетике стать серьезным конкурентом ископаемому топливу.

В прошлом, в погоне за дешевой солнечной энергией, ученые разделились на два лагеря: одни пытались создать дешевые солнечные панели, что естественно снижало их эффективность. Другие же сосредоточили свои усилия на высокой эффективности, что вело к дорогостоящему процессу производства.

Новый материал, как обещают ученые, сделает возможным производство высокоэффективных солнечных панелей с низкой стоимостью производства.

Материал перовскит известен научному миру более века, но никто до текущего момента не думал опробовать его в солнечных элементах. Материал, используемый учеными, очень хорошо поглощает свет. Светочувствительный слой кремниевой панели составляет 180 микрон, толщина же светочувствительного слоя панели из перовскита составляет менее 1 микрона, при этом поглощая то же количество солнечной энергии на единицу площади. Сам чувствительный слой также является и полупроводником, что играет важную роль при транспортировке, созданного при падении света, электрического заряда.

«Материал невероятно дешев», говорит Майкл Гретзел (Michael Grätzel), известный изобретатель в области солнечной энергетики. Его команда произвела на текущий момент самые эффективные солнечные панели, используя материал перовскит – они преобразуют 15% энергии солнечного света в электричество, гораздо больше, чем другие, дешевые в изготовлении солнечные элементы.

Исследователи говорят, основываясь на высоких показателях преобразования световой энергии в электрическую, что эффективность солнечного элемента из перовскита может легко достигать 20-25% и стать рекордной среди наиболее распространенных сегодня солнечных элементов. Гретзел считает, что в силу простого производственного процесса даже при массовом выпуске перовскит сохранит свои свойства.

Новый материал, который сделает солнечную энергию невероятно дешевой

Солнечные элементы с использованием нового материала могут быть изготовлены путем распределения пигмента на лист стекла или металлической фольги, вместе со слоями других материалов, которые облегчают движение электронов через ячейку. Это не совсем процесс распыления, как некоторые люди могли себе представить – фантастический метод мгновенного преобразования любой поверхности в материал, генерирующий электричество. Но процесс настолько прост, что уже приблизился к фантастическому.

«Конечно, маловероятно, что когда-нибудь можно будет купить баллон «солнечной краски», но все слои солнечной панели можно будет изготовлять так же легко, как наносить краску на поверхность», говорит Генри Снейт, физик из Оксфордского Университета, который работая с исследователями в Азии, опубликовал самые продуктивные модели из существующих солнечных батарей.

В первый раз перовскит был опробован еще в 2009, но эффективность его работы была достаточно низкой – около 3,5% преобразования солнечного света в электричество. Солнечные панели также не работали долго – жидкий электролит растворял перовскит. Но пара лет и несколько технических инноваций решили проблему – жидкий электролит заменили твердыми металлами, что позволило ученым соревноваться в производстве самых эффективных солнечных панелей.

Один из ведущих специалистов солнечной энергетики, Мартин Грин (Martin Green) из Университета Нового южного Уэльса, Австралии, считает, что лучшим способом использования перовскит является усиление обычной кремниевой панели, вместо полной ее замены. Например, нанести перовскит на кремниевую панель для повышения эффективности, таким образом, снизить общую стоимость. По его мнению, это наиболее простой способ вывести новый материал на рынок.

Еще одна проблема состоит в том, что материал содержит небольшое количество свинца, который является токсичным. Необходимы еще испытания для того, чтобы определить величину опасности свинца в составе перовскита.

Так же, необходимо удостовериться, что в дальнейшем солнечные панели могут быть переработаны во избежание попадания материалов в окружающую среду – подход, применяемый для переработки свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторных батарей. Также, возможно, будет найден способ заменить свинец в панелях оловом или другим нетоксичным материалом.

 

По материалам: technologyreview.com

Author: Natali

Комментарии: