Химики из Голландии разработали новые гибридные солнечные модули на основе перовскитов, используя вместо токсичного свинца менее вредное олово. Современные солнечные батареи имеют эффективность около 17-18%. При этом доказанная максимальная теоретическая эффективность однослойных модулей ограничивается пределом Шокли-Квайссера и составляет около 34%.
Эффективность солнечных батарей можно увеличить за счет использования энергии горячих носителей заряда - электронов и "дырок", которые образуются при поглощении света с энергией больше ширины запрещенной зоны. Однако в традиционных модулях солнечных батарей на основе кремния или самых эффективных современных перовскитных модулей на основе свинца горячие носители заряда живут не дольше 1 пикосекунды, после чего избыточная энергия в виде тепла рассеивается, и использовать её для создания электрического тока не удаётся.
Группа ученых из Нидерландов и Франции под руководством Марии Антониэтты Луа (Maria Antonietta Loi) из Гронингенского университета обнаружила материал трииодид формамидиния олова FASnI3, который увеличивает время жизни горячих носителей заряда в 1000 раз и составляет несколько наносекунд. Да, это всё равно очень маленькое время жизни заряда (1 наносекунда = 1/1000000000 секунды, или в 1 секунде миллиард наносекунд), но этого времени достаточно, чтобы успеть собрать энергию и увеличить напряжение в электрической цепь. Максимальная теоретическая расчетная КПД солнечной панели при этом увеличивается с 34% до 66%. (100% - это полное, без потерь, идеальное преобразование энергии в электричество).
Также использование олова снимает одну из проблем современных солнечных панелей на основе свинца - а именно токсичность металла. Однако не стоит бояться солнечных панелей - старая технология на основе чистого кремния, также не является токсичной, но у неё КПД около 6-17%, гибридные же панели из свинца и кремния, с примесью других металлов повышают эффективность до 20-22%. Однако, если лабораторные опыты с оловом дойдут до промышленного производства, то в недалеком будущем нас ждут более современные, экологичные и эффективные солнечные батареи.
Хотя уже сейчас цена 1 кВт энергии на крупной промышленной солнечной электростанции без субсидий государства в жарких солнечных южных странах сравнялась с ценой, производимой на обычной ТЭЦ при сжигании мазута или угля. А постепенное увеличение эффективности и удешевление солнечной энергии приведет к росту солнечных электростанций в более северных странах, что также приведет к уменьшению потребления нефти, угля и газа. Экспортерам горючих полезных ископаемых придется перестраиваться под новый рынок и развивать другие технологические производства, при этом конкурируя с другими развитыми странами, которые тоже не будут стоять на месте.
