Гибкие солнечные батареи на основе тонкопленочных солнечных элементов из дешевого сырья.
Технология ожидает финансирования!
Гибкие солнечные батареи из тонкопленочных фотоэлементов
Преимущества гибких солнечных батарей из тонкопленочных фотоэлементов
Гибкие солнечные батареи на основе тонкопленочных фотоэлементов производятся из гибридного соединения – металл-органического перовскита, позволяющего преобразовывать энергию солнечного излучения в электрическую с КПД выше 20 %, при планируемых показателях более 25 %.
Гибкие солнечные батареи из тонкопленочных фотоэлементов:
Гибкие солнечные батареи на основе тонкопленочных фотоэлементов производятся из гибридного соединения – металл-органического перовскита, позволяющего преобразовывать энергию солнечного излучения в электрическую с КПД выше 15 %, при планируемых показателях более 20 %.
Существенный минус существующей традиционной технологии производства солнечных батарей — ее дороговизна из-за высокотехнологического, энергоемкого и токсичного производства кремния, который отличается малой гибкостью, хрупкостью и большой массой панелей, что сильно сужает диапазон его применения.
Металл-органические перовскиты, как класс соединений, — это революция в материалах для оптоэлектроники и солнечной энергетики. Его особенность в новом механизме преобразования солнечной энергии в электрическую с повышенной эффективностью, а также в дешевизне и простоте производства.
Металл-органические перовскиты получили свое название благодаря своей кристаллической структуре. Она по сути повторяет структуру природного минерала – перовскита. Последний был обнаружен в 1839 году на Южном Урале. Минерал был назван в честь c русского государственного деятеля графа Л. А. Перовского, который был коллекционером минералов.
Рис. 1. Кристаллическая структура металлорганического перовскита (CH3NH3PbI3 или CH3NH3PbBr3).
@ https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/47121
Металл-органические перовскиты имеют химическую формулу типа AМX3, в которых, А — органическая молекула (например, метиламин), М — это металл (Pb или Sn), а X — галоген (I, Br, Cl). Сегодня металл-органические перовскиты для производства фотовольтаических элементов синтезируются из простых и доступных химических элементов и веществ, типа йода, брома, свинца, солей аммония. Примерами металлорганических перовскитов могут служить соединения CH3NH3PbI3, CH3NH3PbBr3.
Преимущества гибких солнечных батарей из тонкопленочных фотоэлементов:
– активные слои этих солнечных элементов можно наносить из жидких растворов на тонкие и гибкие подложки. Так называемая технология «Roll to roll» позволяет размещать солнечные батареи на поверхностях любой кривизны. Это могут быть оконные полупрозрачные «энерго-шторы» домов и машин, фасады и крыши зданий, бытовая электроника, гаджеты и т. д.
Таким образом, диапазон применения таких солнечных батарей по сравнению с традиционными кремниевыми солнечными батареями, расширяется на порядок — в него попадают вся носимая электроника, автопром, бытовая техника, технологии «умный дом», обеспечение электричеством жилых домов и помещений,
– материалы на основе перовскита могут быть использованы для печати фото-электроники не только на стекло, но и на другие материалы и поверхности, в т.ч. гибкие,
– простота получения исходного сырья – гибридных перовскитов из обычных солей металлов и промышленных химических органических соединений, а не из дорогих или редких элементов, таких как чистый кристаллический кремний или арсенид галлия,
– дешевизна производства. На сегодняшний день расчетная стоимость квадратного метра перовскитных солнечных панелей составляет менее 100 долларов США, тогда как квадратный метр лучших кремниевых обходится в 300 долларов США. В массовом производстве разница станет 4-6-кратной. Дешевое производство нового класса устройств позволит значительно сократить использование традиционной энергетики за счет экологически чистой и доступной фотовольтаики.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com, https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/47121