Европейский проект PEARL, находящийся на полпути к своему завершению, добился значительных успехов в разработке гибких перовскитовых солнечных элементов нового поколения. Исследователям удалось создать фотоэлементы с эффективностью более 21% на гибких подложках из ПЭТ, что является серьезным шагом на пути к коммерциализации этой перспективной технологии.
Перовскитовые материалы привлекают внимание ученых по всему миру благодаря доступности сырья, высокой способности поглощать свет и потенциально низкой стоимости производства. Они рассматриваются как альтернатива традиционным кремниевым панелям, однако до недавнего времени их широкому внедрению мешала недостаточная стабильность. Проект PEARL, финансируемый программой Horizon Europe, нацелен на решение именно этой проблемы за счет интеграции инновационных углеродных электродов.
Главная миссия проекта – создать солнечные элементы с эффективностью более 25% и значительно снизить затраты на их производство. В отличие от энергоемких технологий изготовления кремниевых ячеек, перовскиты можно производить с помощью недорогого рулонного метода (roll-to-roll), что позволяет наладить высокопроизводительный и экономичный выпуск легких и гибких солнечных панелей.
Консорциум из десяти европейских партнеров, включающий университеты, исследовательские центры и промышленные компании, уже продемонстрировал впечатляющие результаты. В частности, Институт химических исследований Каталонии (ICIQ) достиг эффективности преобразования энергии 21,6% за счет специальной обработки поверхности. В то же время Технический исследовательский центр Финляндии VTT и Нидерландская организация прикладных научных исследований TNO успешно масштабировали технологии рулонного нанесения и печати, создав гибкие мини-модули площадью 36 см².
Одним из ключевых прорывов стало повышение долговечности. Разработанная защитная капсула позволяет солнечным элементам сохранять стабильность более 2000 часов в жестких условиях – при температуре 85°C и влажности 85%. Это доказывает их пригодность для использования в реальных условиях эксплуатации.
«Эти достижения уверенно приближают нас к целевому показателю в 25% – открывая путь к недорогим и высокопроизводительным солнечным модулям для самых разных применений, от встраиваемых в здания фотоэлектрических систем до интернета вещей», – отметила Риикка Сухонен, координатор проекта PEARL в VTT.
Особое внимание в проекте уделяется устойчивому развитию. Предварительная оценка жизненного цикла показала, что использование углеродных электродов, переработанного ПЭТ и «зеленой» энергии может сократить углеродный след более чем на 50%. Кроме того, разработаны процессы для извлечения ценных материалов, таких как свинец и цезий, из производственных отходов.
В ближайшие полтора года команда проекта сосредоточится на оптимизации пилотных производственных процессов, тестировании более крупных модулей в уличных условиях и подготовке технологии к выходу на рынок. Цель – закрепить лидерство Европы в области гибкой перовскитовой фотовольтаики и предложить миру новые решения для генерации чистой энергии.