Солнечные панели помогают человечеству сокращать зависимость от ископаемого топлива. Но современные панели также трудно назвать дружественными к окружающей среде. Учеными были разработаны более практичные и экологичные солнечные ячейки, которые производятся из недорогих материалов — галоидных перовскитов. Ими были разработаны солнечные ячейки из перовскита со сниженным содержанием свинца и КПД преобразования энергии в 15%.
О своих достижениях исследователи сообщили в журнале Journal of the American Chemical Society. Новая разработка дает возможность надеяться на появление достойной замены современным фотоэлементам на основе кремния, которые достаточно дороги и требуют немало энергии для своего производства.
Вместо этого ученые предложили гибридное сочетание материалов, включающее в себя органические и неорганические составляющие — сочетание свинца с галоидными перовскитами. Производство таких солнечных панелей позволит снизить затраты, используя меньше энергии, чем необходимо для производства кремниевых панелей.
За несколько последних лет эффективность этих материалов существенно возросла. Дальнейшее повышение эффективности данной технологии требует для формирования сдвоенной ячейки соединения двух субъячеек — широкозонной (wide bandgap) сверху и узкозонной (low bandgap) снизу.
Как работает солнечная батарея?
Солнечная батарея — несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.
Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — Солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается в разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.
Как работает солнечная энергостанция? (видео)
Бандгапом определяется наименьшая энергия, которая может быть воспринята полупроводником. Долгие годы возможности узкозонных ячеек из перовскита были пробелом в научных исследованиях. Но ученые решили этот пробел устранить.
Для создаваемых солнечных ячеек учеными был разработан новый исходный раствор из формамидинового иодида олова и метиламмониевого иодида свинца. В результате получились узкозонные ячейки из перовскита, изготовленные с использованием сочетания олова и свинца, характеризующиеся, как отмечалось выше, 15-процентным КПД преобразования энергии. Следует отметить, что другими исследователями ранее сообщалось о достижении узкозонными ячейками КПД преобразования энергии примерно в 13,6%.
Дополнительным преимуществом новых солнечных ячеек является то, что в них содержится на 60% меньше свинца, чем в одиночных — а не сдвоенных, как в рамках разрабатываемой учеными технологии — солнечных ячейках из перовскита на основе свинца. Впрочем, максимальное КПД преобразования энергии у таких ячеек выше и может достигать 22,1%.
Исследователи отмечают, что снижение содержания свинца и повышение эффективности узкозонных ячеек является значительным практическим шагом вперед к созданию более дружественных окружающей среде сдвоенных солнечных ячеек из перовскита.
Солнечная энергетика в Узбекистане
В начале 2016 года в Бухарской области Узбекистана компанией «ERIELL» в сотрудничестве с компанией «ENESOL» успешно завершен монтаж и запущена в строй не имеющая аналогов в СНГ мобильная, автономная солнечная электростанция мощностью 1,2 мВт.
В рамках проектов Кандымского месторождения компании «Лукойл» было разработано комплексное решение по развертыванию и установке мобильной солнечной электростанции мощностью 1200 кВт/час для непрерывного обеспечения энергией производственных объектов и строительной инфраструктуры, находящихся вдали от центральных сетей электроснабжения.
Применение самых современных решений и технологий по выработке солнечной энергии позволило довести суммарную мощность электростанции до 5000 кВт в течение светового дня и 1000 кВт в ночное время, что для сравнения, достаточно для стабильного обеспечения электричеством небольшого городка с 1,5 тысячами жителей.
Запущенная в строй мобильная солнечная электростанция представляет собой законченное решение для масштабного производства электроэнергии. Использование контейнеров с оборудованием по сотовому принципу, установка винтовых свай упрощают транспортировку, монтаж, обслуживание и последующий демонтаж электростанции, а также исключают необходимость проведения бетонных работ.
По оценкам специалистов, введенная в промышленную эксплуатацию новая станция является крупнейшей из когда-либо реализованных в СНГ автономных и мобильных солнечных электростанций.
Созданная в 2014 году компания «ENESOL» (ОАЭ) разрабатывает и реализует проекты в области «зеленой энергетики», очистки и опреснения воды с применением солнечной энергии для бытовых и промышленных нужд в труднодоступных местах, горных и пустынных территориях.
С помощью солнечной печи можно приготовить даже…плов
