Перовскитные солнечные панели нового поколения выдержали экстремальные испытания

Инновационные солнечные элементы на основе перовскитных кристаллов могут значительно повлиять на будущее возобновляемой энергетики. Очередной шаг к воплощению этой разработки в жизнь сделан благодаря исследованию австралийских ученых, возглавляемых профессором Анитой Хо-Бэйли. Они создали экспериментальные фотоэлементы, пригодные для использования в реальных условиях. Эту исследовательскую работу поддержало правительство Австралии.

В подавляющем большинстве эксплуатируемых сейчас солнечных батарей используются кремниевые фотоэлементы. Однако эффективность преобразования энергии на таких полупроводниках уже приближена к естественному пределу. Поэтому ученые исследуют новые материалы, которые помогут сделать солнечные панели более энергоэффективными. Одной из наиболее перспективных разработок признаны галогенидные перовскиты.

Перовскитные фотоэлементы в 500 раз тоньше кремниевых, поэтому они очень легкие и гибкие. Кроме того, материал обладает низкой стоимостью и отличной способностью к преобразованию солнечной энергии.

Всего за десять лет исследований уже получилось создать перовскитные фотоэлементы, преобразующие в электричество 25,2% энергии, получаемой от Солнца. Для кремниевых батарей для достижения значения аналогичного показателя в 26,7% потребовалось около сорока лет.

 

Значительный недостаток солнечных элементов из перовскита — низкая долговечность. При нагреве и перепадах влажности перовскитные соединения начинают выделять газ и разлагаться. Из-за этого коммерческое применение таких устройств было невозможно.

Но австралийские ученые нашли простой способ кардинально повысить устойчивость перовскита. Для защиты фотоэлементов оказалось достаточным герметично покрыть их недорогим полимерным стеклом.

Доработанные таким образом перовскитные элементы способны с запасом проходить сложные испытания, установленные Международной электротехнической комиссией. Ее методики предусматривают проверку изделий при температуре от –40 до +85°C и относительной влажности воздуха 85%.

Экспериментальные фотоэлементы уже успешно выдержали более 75 суток теста на нагрев и 75 циклов заморозки, проводящихся при повышенной влажности. Таким образом, они впервые для элементов из перовскита смогли превысить требования стандарта IEC 61215:2016.

Ученые уверены, что проведенное исследование будет способствовать развитию массового производства перовскитных фотоэлементов и повысит перспективы их коммерческого использования, оставив кремний позади.