На протяжении вот уже долгих лет ученые вынашивали идею о том, что солнечные батареи можно создать на любой поверхности. За годы осмысления эта идея еще больше укрепилась в их головах и получила развитие. Однако, есть и некоторые трудности на пути к тому, чтобы сделать эти самые батареи недорогими, но эффективными. Ведь предыдущие пробы показали, что система далека от идеала и есть к чему стремиться. Так, одна из последних проб выявила не самую оптимистичную цифру – КПД батареи было ничтожно мало и составило всего 1%.
За дело взялась команда университета из Шеффилда – они разработали новый способ напыления, который стал не только бюджетным, но еще и выполнил свою главную миссию – стал эффективным на любой поверхности. В качестве материала, который и стал использоваться для создания напыляемой поверхности, был задействован минерал перовскит, он же титанат кальция. Этот минерал впервые был обнаружен еще порядка 150 лет назад, однако, в качестве заменителя кремния его стали использовать лишь относительно недавно. В отличие от кремния перовскит менее дорогой, но эффективный органический элемент, который отлично поглощает свет.
На данный момент ученым, занимающимся изучением данного вопроса, удалось достичь новой цифры по КПД батареи – 11%. Однако, в самых ближайших планах увеличить ее на несколько показателей – чтобы она достигла отметки в 19%.
Перовскиты являются обширным классом среди кристаллических минералов, которые были известны на протяжении более века. Но их способность преобразовывать солнечную энергию в электричество и свет стала известна только в 2009 году. С тех пор, эффективность перовскита и солнечных батарей возросла с 3,8% до 19,3%, а темпы улучшения и прироста КПД превосходят все другие солнечные технологии.
Перовскитные солнечные батареи были на устах всех тех, кто занимается технологиями в эти дни. Конечно, они еще не конкурируют с коммерческими солнечными батареями, но они, похоже, многообещающи и обладают массой достоинств. Есть и свои минусы – перовскит производится на основе свинца, производство свинцовой руды является довольно опасным делом – влияет плохо на здоровье человека и оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Свинцово-кислотные батареи являются одним из наиболее сильно переработанных продуктов, ведь порядка 90% свинца от старых батарей перерабатывается для использования в новых батареях.
Достоинства перовскита
- перовскит имеет минимальную толщину слоя, что дает возможность притягивать максимально быстро солнечные лучи, преобразовывая их в электрический ток. Толщина слоя равна микрометру, в то время как у кремния она значительно больше – 180 микрометров;
- структура и свойства кремния таковы, что он совершенно негибкий. Поэтому и может использоваться лишь на прямолинейной поверхности, перовскит же может с успехом быть применен и на изогнутых.
Ученые надеются, что в ближайшем обозримом будущем удастся не только внедрить умный дом в условиях Санкт-Петербурга, но и активно использовать солнечные батареи для электромобилей, мобильных устройств и прочих предметов с неровными поверхностями.