Чудо-матеріал для сонячних панелей переверне енергетику, але є нюанси

Експерти бачать потенціал у тандемних комірках, у яких на звичну кремнієву основу наноситься тонкий шар перовскіту. Це дає змогу вловлювати набагато ширший спектр світла і значно підвищити ККД. І все ж на шляху впровадження технології є серйозні перешкоди, пише BBC.

Плюси перовскіту

Це синтетичний матеріал з унікальною кристалічною структурою. Він досить ефективно перетворює світло на енергію. Головна перевага порівняно з кремнієм — здатність уловлювати "невидиму" для традиційного матеріалу частину світлового спектра. Це дає чимало бонусів:

• Рекордна ефективність: Якщо теоретична межа ефективності для кремнієвих панелей — близько 33%, то для тандемних комірок вона перевищує 47%. Лабораторні зразки вже досягають ККД понад 30%, а компанія Oxford PV, один із лідерів у цій галузі, вже виробляє панелі з ефективністю 24,5%.
• Нові застосування: Перовськіти дуже тонкі, і їх можна наносити на будь-які поверхні, подібно до фарби. Прозорі сонячні вікна, інтеграція панелі в дахи електромобілів для підзарядки на ходу — все це може стати реальністю.
• Низька вартість: Матеріали для виробництва перовскітів (бром, хлор, свинець, олово) широко поширені й обходяться відносно недорого.

Невирішені проблеми

Ключовою вадою перовскітів залишається їхня низька довговічність. Вони дуже чутливі до вологи та високих температур, через що швидко деградують.

"Виробники кремнієвих модулів можуть гарантувати 30-річний термін служби, тому що у них є 30 років польових даних. Але у випадку з перовскітами зрозуміти, чи зможе модуль, який ми виготовили сьогодні, прослужити 30 років, — це дуже складне питання", — каже Джозеф Беррі, дослідник із Національної лабораторії відновлюваної енергії США.

Компанії вже проводять прискорені тести на старіння в лабораторіях, але реальних даних про поведінку перовскітних панелей у польових умовах і протягом багатьох років поки що просто немає.

Ще один мінус — застосування в складі перовскітів невеликої кількості свинцю, відомого своєю токсичністю і шкодою для людей. Утім, експерти зазначають, що його відсоток мізерно малий порівняно з обсягами викидів вугільних електростанцій під час вироблення тієї ж кількості енергії. Крім того, нові панелі, як і звичайні кремнієві (які теж містять свинець), можна і потрібно буде переробляти.

Що в підсумку

Незважаючи на всі труднощі, індустрія невблаганно рухається до адаптації інноваційної технології. Такі техногіганти галузі, як Oxford PV, Caelux, Swift Solar і китайська Trinasolar, вже запустили пілотні проєкти виробництва і поставляють дебютні партії своїх тандемних панелей на комерційні об'єкти.

Саме ці реальні тести найближчими роками і мають дати відповідь на головне питання: чи зможе "диво-матеріал" перовскіт витримати перевірку часом і дійсно зробити революцію в сонячній енергетиці.

Раніше Фокус писав, що сонячні панелі не такі хороші, як ви думали. Фахівці стартапу PVcase (Литва), що пропонує інструменти для автоматизації проектування сонячних електростанцій, рекомендують звернути увагу на недоліки фотоелементів, з якими доведеться зіткнутися їхнім власникам.