Поиск способов более эффективного и дешевого производства экологически чистой энергии привлек исследователей и компаний со всего мира, и Бразилия входит в их число. Кристаллическая структура, основанная на различных элементах, появилась в виде полупроводника и может быть использована для революции в солнечной энергетике и фотоэлектрических панелях.
Структура, известная как перовскит, состоит из бромида свинца, йодида свинца и бромида цезия и обладает высокой способностью преобразовывать солнечную энергию из фотонов в электричество. Исследования его свойств начались более 14 лет назад в исследованиях, опубликованных в журнале. Журнал Американского химического общества в 2009 году.
{{#values}} {{#ap}} {{/ap}} {{^ap}} {{/ap}} {{/values}}
С тех пор исследования этого материала продвинулись вперед, что привело к гонке между исследователями и компаниями за разработку перовскита, который будет иметь коммерческое использование, то есть который можно будет производить в больших масштабах без высоких затрат и при этом он будет по-прежнему эффективен.
За эти менее чем 15 лет ученые увеличили эффективность преобразования перовскита с 3,8% до 26,1%. Для сравнения: производимые в настоящее время панели на основе кремния, используемые в коммерческих целях, имеют коэффициент конверсии от 15 до 20%. Еще одним преимуществом перовскита является то, что он позволяет солнечным элементам быть гибкими, легкими и прозрачными.
Более поздние технологии смешали эти два метода, наложив перовскитный солнечный элемент на кремниевый. Он называется тандемной ячейкой, и его эффективность уже составила 33,7%. Китайские, европейские и североамериканские компании находятся в авангарде исследований по использованию перовскита, и цель состоит в том, чтобы начать масштабное производство в ближайшие месяцы.
- В Европе одной из лидирующих компаний является британская Oxford Photovoltaics, владеющая заводом по производству тандемных элементов в Германии;
- В США это компания Caules, которая начиная с этого года строит структуру для увеличения производства перовскитного фотоэлектрического стекла и строительства солнечных модулей;
- В Китае лидируют две компании: GCL-SI, которая уже представила перовскитовый модуль мощностью 320 Вт с КПД 16%, находящийся в опытно-промышленной линии, и Microquanta, имеющая станцию солнечных батарей на базе перовскита. в городе Цюйчжоу, способный выдавать до 260 киловатт.
Перовскитные солнечные элементы в Бразилии
В Бразилии исследования по использованию перовскита проводит компания Oninn в сотрудничестве с исследователями из Университета Estadual Paulista (Unesp) и Центра инноваций в новых энергиях (Cine).
Текущая цель состоит в том, чтобы перовскитовые солнечные элементы больше не имели размеров в миллиметры и квадратные сантиметры, а превратились в модули размером в сотни квадратных сантиметров. В ответ на сообщение от наклонный UOLДиего Баньис, физик и директор Oninn, отметил, что уровень технологической зрелости панелей, разрабатываемых компанией, составляет 4 уровень, где 9 — налаженное производство.
Исследователи работают над тем, чтобы сделать солнечные элементы на основе перовскита коммерчески доступными (Фото: Лео Рамос Чавес/Revista Pesquisa FAPESP)
Мы изготовили первый прототип перовскитовой панели площадью 800 см2, но наша стандартная панель, которая еще находится в разработке, немного меньше — 500 см2. Мы находимся на этапе создания прототипа и уже имеем первые приложения в реальных условиях для проверки технологии.
Диего Баньис
Читать далее:
Oninn не работает с тандемными элементами, поскольку используемые в настоящее время кремниевые элементы не производятся в Бразилии. Материал для солнечных панелей, использующих эту технологию, в стране импортируется, здесь собираются только модули.
Исследователи, работающие с перовскитными элементами в Бразилии, отмечают, что еще многое предстоит понять в этом материале, например, стабильность ячеек и то, как добиться эффективности, полученной в небольших масштабах, в более крупных масштабах. Тем не менее, Oninn планирует установить пилотную производственную линию к 2026 году, а в 2028 году вывести продукт на рынок для небольших применений.