НИТУ МИСИС приступил к разработке российских рулонных солнечных панелей, основанных на перовскитных материалах. Это нововведение может существенно снизить стоимость солнечных батарей и упростить процесс их производства по сравнению с традиционными кремниевыми панелями.
Изображение Университет науки и технологий МИСИС
Перовскитные солнечные панели обладают высокой способностью поглощать свет — примерно в десять раз больше, чем кремниевые аналоги, благодаря содержанию йода. В отличие от кремния, который требует использования сверхчистых материалов и дорогостоящего оборудования, перовскитные пленки можно печатать с помощью простых методов, аналогичных струйной печати. После нанесения, перовскитные слои накладываются друг на друга, что позволяет создать ультрадешёвые и гибкие рулонные солнечные батареи.
Учёные пытались найти альтернативу кремнию, начиная с 80-х годов прошлого века. И только сейчас солнечная энергетика более или менее может конкурировать в некоторых сферах с топливной и атомной. Переход на новую технологию, к примеру, на перовскиты, при том же высоком КПД обещает кратно снизить себестоимость за счёт применения дешёвых материалов и упрощённого цикла печати. Производство монокристаллического кремния и печать перовскитной плёнки по себестоимости просто несопоставимы — цена перовскита в 2,4 раза меньше в сравнении с кремниевой. Данила Саранин, заведующий лабораторией перспективной солнечной энергетики НИТУ МИСИС
Одной из ключевых преимуществ перовскитных панелей является их тонкость. В одной пленке перовскита можно генерировать столько же энергии, сколько и в кремниевой пластине толщиной 200 микрон, при этом сам материал перовскита в 400 раз тоньше. Это открывает новые возможности для создания гибких и интегрируемых солнечных решений, которые можно монтировать на окна, фасады зданий и другие конструкции.
Несмотря на перспективность разработки, сроки появления первых образцов перовскитных рулонных панелей пока не о пределены. В настоящее время разработки в этом направлении продолжаются, однако они не являются приоритетными для университета.
В 2024 году учёные НИТУ МИСИС совместно с международными коллегами предложили инновационную методику ионно-лучевого напыления электродов на перовскитные солнечные батареи. Этот метод позволяет создать полупрозрачное покрытие из оксида индия-олова без повреждения других слоёв панели, что значительно повысило КПД солнечных элементов с 3,12% до 12,65%. Такие улучшенные солнечные элементы могут эффективно использоваться в архитектурных элементах, обеспечивая дополнительный источник энергии без заметного влияния на внешний вид зданий.
Разработка перовскитных рулонных солнечных панелей обещает сделать солнечную энергию более доступной и интегрируемой в повседневную жизнь, способствуя переходу к возобновляемым источникам энергии и снижению экологического следа.