Ученые Университета МИСИС представили первую в России портативную раскладываемую на основе гибридных перовскитов солнечную батарею, готовую к промышленному масштабированию. Разработка отличается от аналогов высокой эффективностью в условиях низкой освещенности.
Большинство солнечных элементов, доступных сегодня на рынке, состоит из кремниевых батарей. Около 10% приходятся на батареи, изготовленные из соединения меди, индия, галлия и селена. Производство обоих типов дорогое, энергоемкое и, как следствие, недоступное для большинства потребителей. К тому же кремневые батареи не рассчитаны на работу в неблагоприятных погодных условиях.
Десять лет назад ученые обнаружили исключительные свойства галогенидного перовскита. Батареи на основе этого материала могут вырабатывать больше энергии из солнечного света, и они дешевле в производстве.
В новом изделии используются фотомодули, выполненные в полном технологическом цикле жидкофазного нанесения и лазерного скрайбирования на подложках из стекла, укрепленных для упрощенной раскладки и переноски на прочном текстиле. Они выполнены полностью из отечественного сырья и решают задачи импортозамещения высокотехнологичных разработок в энергетике и оптоэлектронике.
— Мы провели натурные испытания в условиях пасмурной погоды и сумрачного освещения, подтвердившие повышение генерационной мощности наших перовскитных фотомодулей в сравнении с существующими аналогами на кремнии. При эталонных солнечных условиях достигнут показатель КПД более 25%, при естественном затенении и облачных условиях значение КПД более 15%, — рассказал руководитель исследования, исполняющий обязанности заведующего лабораторией перспективной солнечной энергетики Университета МИСИС Данила Саранин.
Ученые МИСИС вместе со специалистами машиностроительного предприятия АО «Исток» (Тверь) впервые создали солнечные батареи нового поколения в прототипе, полностью готовом к промышленному производству. Помимо масштабирования технологии применены инновационные подходы легирования графеноподобными материалами и хлорсодержащими прекурсорами, позволяющим контролировать количество дефектов и морфологию тонкопленочных структур.
Разработку уже адаптируют для использования для автономного питания узлов связи и удаленных объектов в условиях Крайнего Севера. Также ведутся исследования по интеграции новых солнечных батарей для питания микроспутников на низких орбитах. Дальнейший поиск эффективных типов подложек, которые используются в архитектуре перовскитной батареи, поможет снизить затраты на производство и сделать солнечные панели более доступными, тем самым расширяя спектр альтернативных источников энергии.
— Зеленая энергетика относится к числу приоритетных научно-образовательных направлений университета. Разработка лаборатории перспективной солнечной энергетики открывает широкие перспективы для применения солнечных батарей в экстремальных условиях Арктики, — отметила ректор Университета
МИСИС Алевтина Черникова.
Рузанна МАНУКЯН
Нет комментариев