На окраине Бранденбурга-на-Гавеле, Германия, находится завод, оснащенный неизвестными инновациями в области солнечной энергии. Здесь британская компания Oxford PV усердно производит коммерческие солнечные элементы, используя перовскиты, распространенные и доступные фотоэлектрические материалы, которые многие считают будущим устойчивой энергетики. Речь идет о новый тип солнечной батареи который использует перовскит.
В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о новом типе солнечных элементов и его важности.
Завод солнечных технологий
Этот завод, окруженный дикой травой и большой парковкой, служит скромной колыбелью потенциально революционной технологии. Однако технический директор компании Крис Кейс, несомненно, влюблен в это заведение. «Это место — реализация моих самых сокровенных устремлений»«, — заявляет он с непоколебимым энтузиазмом.
Существует множество компаний, включая рассматриваемую компанию, которые делают ставку на перовскиты как на катализатор ускорения глобальных изменений в сторону возобновляемых источников энергии. Хотя некоторые специализированные фотоэлектрические (PV) продукты на основе перовскита уже вышли на рынок, недавние объявления позволяют предположить, что вскоре их примеру последуют многие другие. Например, по словам Кейса, потребители могут рассчитывать на доступ к солнечным панелям с фотоэлектрическими элементами из Оксфорда к середине следующего года. Кроме того, примечательно то, что Hanwha Qcells, ведущий производитель кремниевых фотоэлектрических систем, базирующийся в Сеуле, объявила о намерении инвестировать 100 миллионов долларов в пилотную производственную линию который может быть введен в эксплуатацию в конце 2024 года.
Преобладающим веществом, содержащимся в 95% солнечных панелей, является кремний, который теперь по-новому используется Oxford PV, Qcells и другими компаниями. Вместо замены кремния эти компании включают в кремний перовскит, образуя так называемые тандемные элементы. Объединив эти два материала, тандемы могут использовать энергию более широкого диапазона длин волн солнечного света, что приводит к увеличению потенциал не менее 20% при производстве энергии по сравнению с одним только кремниевым элементом. Более того, некоторые эксперты даже ожидают большего повышения эффективности.
Новый тип солнечных батарей с перовскитной технологией.
Сторонники перовскитной технологии утверждают, что избыточная электроэнергия, вырабатываемая тандемными элементами, потенциально может компенсировать дополнительные расходы, связанные с ее внедрением, особенно в густонаселенные городские районы или промышленные комплексы, где наличие земли ограничено. «Коммунальные предприятия в настоящее время проявляют наибольший интерес к нашей технологии, поскольку они сталкиваются с нехваткой легкодоступной земли», — объясняет Кейс.
С неизбежным появлением на рынке тандемов перовскит-кремний первоначальный энтузиазм теперь превратился в смелые заголовки, провозглашающие появление революционного и чудесного материала, который, несомненно, произведет революцию в мире. Однако важно признать, что отрасль по-прежнему сталкивается с двумя серьезными проблемами в своем стремлении произвести революцию на рынке солнечной энергии.
Снижение производительности перовскитов по сравнению с кремнием, значительно быстрее при воздействии влажности, тепла и света, как показывают опубликованные исследования.. Однако Oxford PV утверждает, что решила эту проблему посредством собственного частного расследования. Однако Фабиан Фертиг, директор по исследованиям и разработкам элементов и пластин в Qcells, ответственный за разработку тандемов перовскит-кремний, подчеркивает, что стабильность остается главной проблемой для коммерческого производства.
Влияние нового типа перовскитных солнечных элементов
Кроме того, есть аналитики, которые утверждают, что перовскиты могут не оказать существенного влияния на развитие солнечной энергетики, по крайней мере, в ближайшем будущем. Быстрое расширение производственных мощностей в Китае в сочетании с замечательной экономичностью и эффективностью кремниевых модулей сделало их доминирующим игроком на рынке. В 2022 году На солнечную энергию приходится около 1,2 тераватт (ТВт) мировой генерирующей мощности. на долю которых приходится около 5% от общего объема производства электроэнергии. Однако для достижения климатических целей, по оценкам энергетических стратегов, к 75 году миру потребуется ошеломляющие 2050 ТВт.
К счастью, ожидается, что индустрия кремниевых фотоэлектрических систем удовлетворит этот спрос, позиционируя ее как один из немногих секторов экологически чистых технологий, находящихся на пути к успеху.
По словам Дженни Чейз, аналитика солнечной энергии из консалтинговой компании BloombergNEF в Цюрихе, Швейцария, нынешняя технология более чем способна производить достаточно солнечной электроэнергии для удовлетворения мирового спроса.
Перовскитам предстоит столкнуться с самой важной задачей: ориентироваться в неумолимом экономическом ландшафте жестко конкурентного фотоэлектрического рынка.
Рекорды, которые были побиты
Значительные улучшения возможностей перовскитов подогрели энтузиазм вокруг их потенциала, достигнутого за счет модификаций состава как самих кристаллов, так и солнечных элементов, полученных из них. Перовскит, термин, обозначающий кристаллическую структуру природного минерала, воспроизводится в синтетических кристаллах, используемых в солнечных элементах, которые могут быть изготовлены из различных материалов.
В 2009 году основной перовскит, известный как йодид свинца метиламмония, смог преобразовать всего 3,8% солнечной энергии в электричество. Перенесемся в сегодняшний день: перовскитовые ячейки добились значительного прогресса. достижение рекордного КПД 26,1% при использовании только перовскитных материалов. Это лишь на долю меньше, чем у лидирующего кремниевого элемента. Кроме того, перовскитные ячейки имеют то преимущество, что требуют тонких светопоглощающих слоев и используют широко доступные и экономически эффективные материалы. Сторонники утверждают, что если бы перовскитные элементы производились в тех же масштабах, что и кремниевые, они оставляли бы меньший энергетический и материальный след.
Я надеюсь, что благодаря этой информации вы сможете больше узнать о новом типе перовскитного солнечного элемента и его характеристиках.