Минерал перовскит произведёт революцию в солнечной энергетике

Отказ от кремния в пользу перовскита позволит снизить в разы стоимость производства электроэнергии при помощи солнечных батарей. И хотя новые фотоэлементы будут обладать меньшим КПД, это новация сделает солнечную энергетику более доступной ― уверены ведущие специалисты отрасли.

Перовскит, или титанат кальция, был обнаружен в первой половине XIX века в Уральских горах и назван в честь графа Льва Алексеевича Перовского, видного государственного деятеля, героя Отечественной войны 1812 года, и известного любителя минералов. Титанат кальция впервые использовался в качестве компонента фотоэлемента только в 2009 году, причём тогда удалось добиться довольно низкой эффективности преобразования энергии ― лишь 3,5%.

Однако последние достижения, в частности замена жидкого электролита, который прежде растворял перовскит и делал фотоэлемент крайне недолговечным, на твёрдый, позволили увеличить КПД до 15%. По оценкам ведущих инженеров, простая конструкция ― несколько тонких электропроводящих слоёв-подложек, на один из которых нанесён специальный пигмент, а также перспективные 25% эффективности, могут произвести революцию в возобновляемой энергетике.

"Главное преимущество новых фотоэлементов заключается не столько в эффективности, сколько в том, что материал чертовски дешёв, ― говорит профессор Майкл Гретцель (Michael Grätzel) из Федеральной политехнической школы Лозанны (École Polytechnique Fédérale de Lausanne). ― Батареи на основе перовскита, в которых не используется кремний, могут сделать солнечную энергетику по-настоящему массовой".

Майкл Гретцель является изобретателем разновидности солнечных батарей ― фотоэлектрохимических ячеек (ячеек Гретцеля). Его можно считать сторонником тех, чьи разработки направлены не столько на повышение эффективности, сколько на снижение материальных затрат на производство фотоэлементов.
Однако сегодня мнение Гретцеля поддерживают и те представители отрасли, которые сражаются за рост КПД, не считаясь с издержками.

"Безкремниевые батареи настолько эффективны и просты в производстве, что я могу с уверенностью сказать, что за ними будущее", ― говорит профессор Мартин Грин (Martin Green) из университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales), пионер в области солнечной энергетики.

Добавим, что по предварительным оценкам использование батарей на основе перовскита позволит снизить стоимость киловатта энергии в семь раз, что сулит колоссальные перспективы для развития чистой возобновляемой энергетики.

 

Толщина кремния в современных элементах - 180 мкм, толщина титаната кальция - 1 мкм:

A Material That Could Make Solar Power “Dirt Cheap”