В пустыне Гоби, в китайской провинции Ганьсу, заработала первая в мире уникальная солнечная электростанция с двумя башнями. Громадная конструкция из почти 27 000 зеркал-гелиостатов направляют солнечные лучи на вершины двух башен высотой 200 метров, расположенных в километре друг от друга. Восточная башня улавливает утреннее солнце, западная — дневное, и вместе эти башни нагревают солевой расплав, который крутит турбину и превращает тепло в электричество.
В сегодняшнем дайджесте — об инновациях в солнечной энергетике.
Энергия через стекло
Команда ученых НИТУ МИСИС впервые в России представила полупрозрачные перовскитные солнечные панели. Такие элементы можно интегрировать в фасады и крыши зданий, а также в балконное остекление и окна.
В процессе разработки солнечных панелей ученые заменили классические кремниевые элементы перовскитными. Это позволяет создавать тонкие пленки с нужными характеристиками. Ученые нанесли перовскитные пленки толщиной менее 1 микрона на стеклянную подложку методом печати, а также применили прозрачные многослойные электроды с добавлением тонкого слоя палладия. Этот метод мало влияет на стоимость технологии, но заметно повышает ее устойчивость к климату и перепадам температур.
По предварительным расчетам, один квадратный метр панели может вырабатывать до 150 Вт электроэнергии. Это может обеспечить до 40% потребностей здания в электричестве в зависимости от конструкции и степени остекленности. Из дополнительных преимуществ новой разработки — при встраивании солнечных панелей в конструкцию внешний облик здания не меняется. Кроме того, такие солнечные панели могут генерировать электричество в пасмурную погоду и при низкой освещенности.
Метод ускорения: с нескольких недель до 5 часов
Ученые Уральского федерального университета разработали алгоритм, благодаря которому время проверки эффективности методов создания перовскитных солнечных панелей сокращается в разы. Если раньше расчеты долговечности солнечных элементов занимали многие дни, то теперь эта процедура сократилась до нескольких часов.
Ученые предложили использовать рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию, чтобы определять дефекты и нарушения структуры перовскитной пленки. Как правило, этот метод используют в оценке химических связей и определении элементного состава материала, но команда доработала этот подход, адаптировав его для проверки перовскитных пленок. Такое сканирование позволяет определить, насколько качественным получилось перовскитное покрытие, и как будут работать солнечные панели на его основе, всего за 5 часов.
Самая эффективная оловянная батарея
Инженеры из Фуданьского университета в Китае разработали экологичный фотоэлемент на основе олова с рекордной для данного типа эффективностью преобразования.
По заявлению ученых, высокопроизводительные перовскитные солнечные панели долгое время зависели от свинца, а это создавало риски для окружающей среды и здоровья людей. А новая разработка ничуть не менее энергоэффективна традиционных моделей на основе свинца, но намного более экологична. Кроме того, олово широко распространено, безопасно, хорошо совместимо с процессами преобразования солнечной энергии и его легко использовать в масштабном производстве.
Подобные солнечные панели показывали максимальную эффективность преобразования до 16,5%, а новая разработка поставила рекорд в 17,7%.