1 подписчик
Инженеры только что увеличили эффективность солнечных батарей на 250%
Перовскитовые солнечные батареи становятся серьезно лучше.
Солнечная энергия - это не что иное, как революционное спасение планеты. На каждый произведенный кВт/ч приходится всего 6 г углекислого газа. Для сравнения, это в 166 раз меньше, чем при использовании угля! Но на этом преимущества солнечной энергии не заканчиваются: она буквально самая дешевая из всех видов энергии, ее стоимость составляет всего 20 долларов за МВт/ч, что примерно в четыре раза меньше, чем у угля. Однако благодаря недавнему открытию, сделанному в Университете Рочестера (Нью-Йорк), солнечная энергия скоро станет еще лучше, поскольку исследователям удалось создать солнечную панель, которая дешевле и на 250% эффективнее!
Почти все солнечные батареи изготавливаются из кремния, но исследователи из Рочестерского университета пошли по несколько иному пути. Они разрабатывали перовскитовые элементы, в которых кремний заменен кристаллами перовскита.
Если вы мой постоянный читатель или любитель солнечной энергии, то вы уже слышали о перовските. Но если нет, то вы должны знать, что эти кристаллы называют будущим солнечной энергетики. В них используется гораздо меньше редких и сложных материалов, чем в кремниевых элементах, а их создание значительно проще и менее энергоемко. Это не только делает их потенциально гораздо более экологичными, чем кремниевые элементы, но и делает их гораздо дешевле!
Инженеры прогнозируют, что коммерческие перовскитные ячейки будут стоить $0,1 за ватт. Для сравнения, кремниевые элементы стоят в десять раз дороже - около 1 доллара за ватт. При таких ценах солнечная энергия может стать самой рентабельной энергией в истории!
И это еще не все. Перовскитные элементы столь же эффективны, если не более эффективны, чем кремниевые. Сейчас они достигают пика эффективности в 24%, в то время как большинство кремниевых ячеек имеют эффективность ниже 20%. Учитывая все это, можно понять, почему многие считают, что за перовскитом будущее.
Удивительно, но исследователи из Университета Рочестера считают, что они могут улучшить перовскит, придумав совершенно новый способ сборки ячеек. Позвольте мне объяснить.
Перовскитовые ячейки обычно изготавливаются в мокрой лаборатории (где ингредиенты растворяются в растворе), а затем наносятся в виде пленки на стеклянную подложку. Однако эти исследователи использовали не стекло, а подложку из слоя металла или чередующихся слоев металла и диэлектрика. Это одновременно отражает свет обратно через кристаллы перовскита, давая им еще один шанс поглотить свет, и уменьшает рекомбинацию электронов, что повышает химическую эффективность ячейки.
После всестороннего тестирования исследователи обнаружили, что это увеличило эффективность панели на 250% по сравнению с обычными перовскитовыми ячейками. Это означает, что их ячейки могут достичь 60% общей эффективности! Но в действительности, скорее всего, она будет ближе к 40%.
Благодаря невероятно высокой эффективности этих солнечных панелей, солнечные фермы будут требовать меньше панелей и меньше земли, что снизит их стоимость и сделает их более полезными для окружающей среды, поскольку будет потеряно меньше среды обитания. Повышение эффективности также может продлить срок службы панели, поскольку деградация будет занимать больше времени, чтобы снизить эффективность панели до бесполезного уровня.
Так что, благодаря Рочестерскому университету, перовскитная солнечная энергия, похоже, станет самой совершенной возобновляемой энергией. Верно?
Ну, не совсем. У перовскита есть проблема с долговечностью. Ранние элементы продержались всего несколько дней, прежде чем выйти из строя, а более современные в реальных условиях продержатся не более нескольких лет. Кроме того, в их конструкции, как правило, используется свинец, что делает их менее экологичными, чем они могли бы быть.
Таким образом, будущее с перовскитовыми источниками энергии наступит еще через несколько лет.
К счастью, мы находим решения этих проблем, например, заменяем свинец другими металлами или даже неметаллическими соединениями и находим б
3 минуты
24 февраля 2023