Материал на основе перовскита обещает существенные сдвиги в технологии солнечных батарей. Перовскиты представляют собой группу соединений, объединяемых характерной кристаллической структурой, а не единичным химическим элементом, как кремний. Одним из ключевых преимуществ таких солнечных элементов является относительная дешевизна производства, высокая эффективность и универсальность.
Профессор Нам-Гю Парк поставил цель вывести солнечные элементы на основе перовскита до зрелости, пригодной для массового рынка. Для этого необходимо обеспечить долговременную стабильность материалов и возможность масштабного производства. Особое внимание уделяется наноструктурированным материалам, которыми занимается Парк.
Перовскитные солнечные элементы имеют ряд технических особенностей, отличающих их от традиционных кремниевых. Перовскиты можно создавать таким образом, чтобы они поглощали различные части видимого спектра, включая более коротковолновые (синий свет). Кремний при этом эффективнее преобразует красную и инфракрасную часть спектра. Использование обоих материалов — в составе так называемых «тандемных» структур — позволяет увеличить общую эффективность преобразования света в электричество.
Прогресс в области перовскитных солнечных элементов отражён в исследованиях, посвящённых материалам с высоким коэффициентом фотопреобразования при низких затратах. По данным подразделения Университета Штутгарта, использование наноструктурированных перовскитов позволяет добиться одновременно высокой эффективности и более низкой себестоимости.
Для устойчивого выхода на рынок требуется решить ряд задач. Во-первых, необходимо чтобы материалы сохраняли характеристики при длительной эксплуатации — включая устойчивость к погодным условиям и воздействию влаги. Во-вторых, нужно обеспечить воспроизводимость результатов при масштабной промышленной производстве. Профессор Парк и его коллеги работают над тем, чтобы преодолеть эти технологические барьеры.
В отличие от кремниевых солнечных элементов, которые требуют дорогостоящего высокотемпературного роста кристаллов, перовскиты могут быть нанесены по более простым технологическим схемам — включая печать на гибкую подложку. Это открывает путь к тонкоплёночным и лёгким конструкциям, пригодным для применения в самых разных условиях.
Потенциальные применения перовскитных солнечных элементов весьма разнообразны: от интеграции в строительные материалы до переносных устройств и гибких автономных систем. На сегодняшний день технологии ещё остаются в стадии разработки, но если удастся обеспечить стабильность и масштабируемость, перовскит может стать серьёзным конкурентом кремнию в солнечной энергетике.