Сегодня 21 июня 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → перовскит
Быстрый переход

Canon создала покрытие, которое вдвое повысит долговечность солнечных панелей

Деградация солнечных панелей свойственна как более традиционным кремниевым изделиям, так и перовскитным. Последние считаются более перспективными благодаря меньшим затратам на производство и гибкости своей структуры, но под воздействием атмосферной влаги и нагрева они быстро разрушаются. Компания Canon разработала покрытие, которое увеличивает срок службы солнечных панелей из перовскита вдвое до 20 или 30 лет.

 Источник изображения: Nikkei

Источник изображения: Nikkei

По крайней мере, на двукратное увеличение эксплуатационного ресурса солнечных панелей из перовскита после использования фирменного покрытия рассчитывают специалисты Canon. Его толщина будет варьироваться от 100 до 200 нм, наличие такого покрытия заметно снизит потребность солнечных панелей из перовскита в обслуживании и ремонте.

Японские производители лидируют в разработке солнечных панелей из перовскита, а потому надеются быстрее перейти к их серийному выпуску, обеспечив себе технологическое превосходство над китайскими конкурентами. Последние уже обошли японских производителей в сегменте традиционных кремниевых солнечных панелей, поэтому японская промышленность рассчитывает на реванш именно благодаря внедрению перовскита.

Canon при разработке покрытия для солнечных панелей опиралась на свой опыт в создании фоторецепторов, являющихся важным компонентов при изготовлении лазерных принтеров. Компания советовалась с изобретателем перовскитной солнечной панели Цутому Миясакой (Tsutomu Miyasaka). Массовый выпуск защитного покрытия Canon рассчитывает освоить в 2025 году на своём предприятии в префектуре Фукуи. К концу десятилетия компания рассчитывает получать десятки миллионов долларов выручки от реализации данного вида продукции.

Компания Eneos Holdings попутно нарастит производство йода, который используется при изготовлении перовскитных солнечных панелей. К 2032 году, по оценкам Fortune Business Insights, ёмкость мирового рынка перовскитных солнечных панелей достигнет $6,58 млрд, увеличившись в 36 раз относительно нынешнего уровня. Власти Японии предусмотрели крупные субсидии, направленные на развитие производства перовскитных солнечных панелей на территории страны.

Учёные создали дрон, который летает исключительно на энергии Солнца

Исследователи из Линцского университета создали миниатюрный квадрокоптер, который для своего питания использует энергию исключительно от солнечных панелей. Тончайшие лепестки солнечных панелей из перовскита в 40 раз тоньше листа бумаги и вместе с креплением составляют лишь 5 % массы дрона. У них рекордный показатель соотношения вырабатываемой мощности к весу, что обещает появление интересных мобильных решений и гаджетов.

 Источник изображения: Nature Energy

Источник изображения: Nature Energy

Перовскитные солнечные панели имеют большие перспективы в области фотовольтаики. Однако они пока в основном проявляют себя в лабораторных условиях, поскольку крайне чувствительны, например, к влажности. Для защиты экспериментальных солнечных элементов из перовскита учёные из Австрии покрыли их оксидом алюминия, а саму основу нанесли на полимерную плёнку. Общая толщина элемента составила 2,5 мкм, что является отличительной чертой перовскитных материалов.

Всего на небольшом дроне с четырьмя электродвигателями (и винтами) было установлено 24 отдельных модуля, каждый площадью в 1 см2. Генерируемой этими элементами энергии оказалось достаточно для приведения в движение роторов и взлёта дрона. КПД панелей не отличался рекордными значениями — он был не выше 20 %. Но важным стал их маленький вес: каждая из ячеек весила чуть меньше 1 мг, а их доля в общем весе дрона была значительно ниже 1 %. Есть также учесть электронику и крепёжные материалы, то даже в этом случае вклад подсистемы питания остается ниже 5 % массы квадрокоптера.

Нехитрые расчёты показывают, что соотношение генерируемой панелями дрона мощности к его массе составляет 44 Вт/г. Для сравнения, обычные солнечные панели из кремния для установки на частных площадках характеризуются соотношением 0,03 Вт/г. Согласитесь, разница есть и она колоссальная. Развитие этой разработки будет встречено с радостью ценителями мобильности во всех её проявлениях.

Япония попытается разрушить китайскую монополию на солнечные панели с помощью перовскита

Япония и весь мир проиграли Китаю на рынке кремниевых солнечных панелей. По данным Международного энергетического агентства, китайские компании контролируют более 80 % в мировой цепочке поставок кремниевых солнечных панелей и ещё больше в сфере выпуска поликристаллического кремния для таких панелей. Переломить ситуацию можно только с помощью новых решений, которыми должны стать тонкоплёночные перовскитные солнечные панели.

 Источник изображения: George Nishiyama/The Wall Street Journal

Источник изображения: George Nishiyama/The Wall Street Journal

«Мы выиграли в технологии, но проиграли в бизнесе», — заявил Хироо Иноуэ (Hiroo Inoue), генеральный директор Японского агентства природных ресурсов и энергетики, добавив, что японские фирмы постигла аналогичная участь в производстве жидкокристаллических дисплеев и полупроводников. Но в Японии продолжают считать, что инженерный и научный персонал в стране всё ещё качественно опережает китайский.

Массовое производство тонкоплёночных перовскитных солнечных панелей может стать тем рычагом, который опрокинет доминирование Китая на рынке солнечных элементов. По крайней мере, власти Японии не жалеют средств, чтобы подтолкнуть отечественные компании к массовому производству перовскитных элементов. На эти цели, например, с недавних пор выделено свыше $400 млн и этим власти не ограничатся. В США также выделяются бюджетные средства на разработку перовскитных фотоэлементов.

Перовскитные фотоэлементы начали своё восхождение менее десяти лет назад. К сегодняшнему дню массовые кремниевые солнечные элементы имеют КПД не выше 22 %. Опытные перовскитные элементы, которые готовят к массовому производству, готовы стартовать с КПД от 25 %. К этому следует добавить намного менее энергоёмкое производство панелей с перовскитом, которое не требует обжига, как кремниевые пластины. Также перовскит может наноситься из жидкой фазы на плёнки, что позволит покрыть фотопанелями едва ли не любую поверхность. На ощупь они как фотоплёнка, только намного шире, говорят разработчики. Толщина перовскитного слоя составляет всего 1 мкм. Кремний раз в 20 толще и тяжелее. Это прошлый век, считают в Японии.

Одними из первых массовый выпуск фотопанелей из перовскита в Японии намерена начать компания Sekisui Chemical. Она будет выпускать перовскитные панели рулонами шириной 30 см. Строительство фабрики уже началось. Начало производства ожидается в 2025 году. Такие панели можно будет использовать также в помещении, собирая энергию от света везде, где только можно. Обычным солнечным панелям из кремния такое даже не снилось. Для гибких панелей есть столько места, что эта ниша будет ещё не скоро заполнена.

Важным моментом производства перовскитных панелей станет независимость от поставок сырья из Китая. Для Японии и других передовых стран это одно из самых больных мест. «Посмотрите, что Китай делает с полупроводниками. Это издевательство, — говорит учёный Цутомо Миясака, один из ведущих специалистов страны по перовскитам, имея в виду ограничения Пекина на экспорт редкоземельных элементов галлия и германия, используемых в чипах. — Компоненты из перовскитовых элементов могут быть изготовлены внутри страны».

В частности, для выпуска перовскитных фотоячеек требуется много йода. Япония является одним из крупнейших в мире поставщиком этого элемента. Треть йода на мировом рынке японского производства. Больше йода поставляет только Чили. Япония может не бояться зависимости от Китая в случае массового выпуска перовскитных ячеек.

Почти всё хорошо. Но значительным минусом перовскитных фотоэлементов остаётся их высокая чувствительность к влаге из окружающего воздуха. Это быстро приводит в негодность потенциально хорошие панели. Их нужно защищать от этого и японские учёные создали перспективный герметик, который не даёт панелям превратиться в слизь. Панели Sekisui Chemical смогут работать целых 10 лет и оставаться эффективными всё это время. Хвалёное долголетие кремниевых солнечных панелей, кстати, оказалось далеко от заявленных 25 лет. Они тоже начинают быстро деградировать после 10 лет эксплуатации.

Премьер-министр Японии Фумио Кисида пообещал сделать технологию производства перовскитных фотопанелей коммерчески жизнеспособной в течение двух лет. Япония импортирует около 90 % энергии и энергоносителей с тех пор, как закрыла большинство своих атомных станций после катастрофы на АЭС «Фукусима» в 2011 году. Цель Кисиды амбициозна, но японские инженеры и чиновники настроены оптимистично, ссылаясь на последние технологические достижения.

«Чем сложнее это [технология производства] будет, тем труднее китайцам будет скопировать её», — сказал Миясака, профессор Университета Тоин в Йокогаме и бывший сотрудник лаборатории компании Fujifilm в области солнечных технологий.

В Бельгии создали светодиоды из перовскита с яркостью в тысячу раз большей, чем OLED

Учёные из бельгийского исследовательского центра Imec создали настолько яркие светодиоды из перовскита (PeLED), что они оказались в тысячу раз мощнее светодиодов из органических материалов. Спонсируемая структурами Европейского союза разработка обещает приблизить появление нового типа полупроводниковых лазеров на PeLED, что подтолкнёт развитие проекционных и зондирующих систем в жизни, медицине и промышленности.

 Прототип сверхъяркого светодиода из перовскита на сапфировой подложке. Источник изображения: Imec

Прототип сверхъяркого светодиода из перовскита на сапфировой подложке. Источник изображения: Imec

Перовскиты — особые соединения полупроводниковых материалов — уже зарекомендовали себя в сфере фотовольтаики. Они позволяют создавать элементы на гибкой подложке, поддерживают высокую мобильность электронов и обещают быть недорогими при производстве. Также они рассматриваются как кандидаты в светодиоды. Именно по этому пути пошли учёные из Imec, когда начинали проект ULTRA-LUX.

Главная задача, которая стояла перед учёными, заключалась в обеспечении подвода тока беспрецедентной плотности на малом участке подложки. Исследователи смогли найти решение в виде чередования прозрачных и непрозрачных слоёв металлизации на сапфировой подложке. Достигнутая на прототипе светодиода PeLED плотность тока составила 3000 А/см2.

Старший научный сотрудник Imec и главный исследователь проекта профессор Пол Хереманс (Paul Heremans) пояснил: «Эта новая архитектура транспортных слоёв, прозрачных электродов и перовскита в качестве полупроводникового активного материала может работать при плотности электрического тока в десятки тысяч раз выше (3 кА/см2), чем у обычных OLED».

Целью исследователей не является разработка сверхъярких экранов для смартфонов или другой электроники. Они ищут путь к созданию полупроводниковых лазеров на основе перовскита, и проделанная работа подводит их к этому.

«В проекте ULTRA-LUX Imec впервые продемонстрировала архитектуру PeLED с низкими оптическими потерями и накачала эти PeLED до плотности тока, которая поддерживает стимулированное излучение света», — говорят учёные. Это уже шаг в область создания тонкоплёночных инжекционных полупроводниковых лазеров из перовскита, что становится ключевой вехой на пути к созданию лазера для покорения новых высот в проецировании изображений, зондировании окружающей среды, медицинской диагностике и за её пределами.

В Японии начнут серийно выпускать гибкие перовскитные солнечные панели

Японская химическая компания Sekisui Chemical объявила о строительстве производства для серийного выпуска гнущихся перовскитных солнечных панелей. Новинка обещает более скромные, чем в случае с кремниевыми панелями, сроки эксплуатации и КПД, но зато они лёгкие и гибкие, что расширит сферу использования солнечных панелей.

 Источник изображения:  Takako Fujiu /

Источник изображения: Takako Fujiu / asia.nikkei.com

Ранее компания объявила о совместном с японским IT-гигантом NTT Data проекте по облицовке центров по обработке данных гибкими перовскитными солнечными панелями. Производитель выпускает панели шириной 30 см и в будущем намерен перейти на выпуск панелей шириной 1 метр.

В сообщении на сайте asia.nikkei.com говорится, что срок эксплуатации гибких панелей окажется сравнительно небольшим — всего 10 лет, тогда как традиционные кремниевые панели должны выдерживать до 25 лет без существенного снижения эффективности. Малый срок службы перовскитных панелей объясняется высокой чувствительностью материала к влаге. В новинке используется испытанная временем технология влагоизоляции, которая была отработана на производстве жидкокристаллических панелей, и со временем она будет улучшена, чтобы панели из перовскита работали ещё дольше.

Эффективность первых массовых перовскитных гибких солнечных фотоэлементов Sekisui Chemical будет на уровне 15 %, что как минимум на 5 % ниже показателей у кремниевых фотопанелей. Этот недостаток будет компенсировать гибкость, которая обычному кремнию недоступна.

В новое производство Sekisui Chemical вложит более 10 млрд иен ($68 млн). Планируемый годовой объём производства составит «несколько сотен тысяч квадратных метров к 2030 году» — этого будет достаточно для обеспечения энергией примерно 4 тыс. домохозяйств. Откровенно говоря, это скромно, но необычно. Стоит напомнить, что власти Японии начали программы субсидирования отраслей, занятых в разработке и производстве солнечных панелей. Это должно помочь снизить зависимость от Китая в данной сфере.

Представлена двухсторонняя солнечная панель с повышенной эффективностью

Двусторонняя солнечная батарея, разработанная в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL), улавливает отражённый солнечный свет, попадающий на обратную часть устройства. Обратная сторона этой перовскитной панели обеспечивает более 90 % от эффективности лицевой стороны. Этот новый подход может расширить возможности солнечных панелей по генерированию энергии сверх их теоретического предела.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Классические технологии солнечных элементов, в которых в качестве полупроводникового материала используется кремний, имеют коэффициент полезного действия около 26 %, что выше 23 %, достигнутых в лабораторных испытаниях на передней стороне новой панели. Но в двухсторонней панели обратная сторона генерирует дополнительное количество электроэнергии с эффективностью около 91–93 % по сравнению с передней, что увеличивает отдачу батареи на 20 %.

В последние годы перовскит (титанат кальция — CaTiO₃) стал ключевым фактором в развитии солнечных элементов, установив новые рекорды эффективности и открыв новые пути для создания технологий следующего поколения. Тандемные кремний-перовскитные солнечные элементы достигли измеренной в лаборатории эффективности более 30 %, а их теоретический предел намного выше, чем у чисто кремниевых элементов.

Быстрый прогресс в разработке привёл к тому, что уже две компании объявили о начале коммерческого выпуска панелей следующего поколения. Производство двусторонних солнечных панелей обойдётся дороже, чем односторонних модулей, однако их способность производить больше энергии может со временем сделать их более экономически выгодными.

Китайские учёные добились рекордного КПД для тандемных солнечных ячеек из перовскита — 29 %

Издание South China Morning Post сообщает, что учёные из Нанкинского университета создали самую эффективную в мире солнечную ячейку из двух слоёв перовскита. КПД новой ячейки достиг значения 29 %. Но самое интересное, что учёные создали компанию для начала массового производства перовскитных солнечных элементов, линии которой разовьют достаточную мощность уже к сентябрю этого года.

 Источник изображения: Nanjing University

Источник изображения: Nanjing University

Группа китайских исследователей побила собственный рекорд, установленный в июне прошлого года. Тогда КПД тандемной перовскитной ячейки достиг 28 %. За год группа улучшила результат и теперь заявляет о достижении самой высокой в мире эффективности для данного типа ячеек — на уровне 29 %.

Отметим, тандемные ячейки из перовскита и кремния показывают более высокие результаты. По последним данным — это 33,2 %. Тем не менее, тандемные ячейки из одного лишь перовскита, точнее, из двух соединённых друг с другом перовскитных плёнок, в перспективе обещают оказаться предпочтительнее иных вариантов.

Перовскит при массовом производстве будет дешевле кремния. Китайцы, например, рассчитывают снизить цену на солнечные ячейки из перовскита в два раза по сравнению с кремниевыми. Кроме того, ячейки из перовскита можно выпускать по струйной технологии и делать их очень и очень тонкими, а это даст возможность наложить плёнку на поверхность едва ли не любой кривизны.

Добиться рекордного КПД для тандемной ячейки из одного лишь перовскита учёные смогли благодаря оптимизации промежуточного слоя, который должен был быть максимально прозрачным и обладать максимально возможной проводимостью для электронов. Верхний слой перовскита в тандеме был подобран для поглощения более коротких длин волн солнечного света, а нижний — более длинных.

Имитация длительного времени службы показала, что новые ячейки сохраняют эффективность на уровне 90 % после 600 часов непрерывной работы под солнечным светом.

Для коммерческого продвижения разработки учёные создали стартап Renshine Solar. В этом году компания подписала соглашение о совместном промышленном проекте с правительством города Чаншу в провинции Цзянсу и построила производственную линию, которая должна достичь мощности 150 МВт уже к сентябрю (в новости не уточняет, но это скорее, годовая мощность производства). О перовскитных ячейках много говорят учёные, и было бы интересно увидеть их в живой природе.

Тандемный солнечный элемент из одного лишь перовскита показал рекордные характеристики

Группа учёных представила интересный тандемный солнечный фотоэлемент, оба слоя которого были выполнены из перовскита. Это нетривиальное решение, поскольку обычно один из слоёв в тандемных элементах кремниевый, а другой перовскитный, что позволяет извлекать энергию из разных диапазонов солнечного света. На удивление, тандем из двух разных перовскитов показал рекордную эффективность даже без кремния.

 Источник изображения: Aaron Demeter

Источник изображения: Aaron Demeter

Серьёзно перовскитом в области фотовольтаики начали заниматься около 10 лет назад. В 2009 году первые фотоячейки из таких минералов едва достигали КПД на уровне 4 %. В 2021 году эффективность элементов из перовскита поднялась до 25 % и преодолела эту отметку, что позволило ему соперничать с кремнием. При этом ячейки из перовскита дешевле в производстве, теоретически устойчивее к износу и могут быть гибкими, чего не скажешь о кремнии. А в паре с кремнием тандемные элементы с перовскитом добились абсолютного рекорда по эффективности, впервые преодолев отметку в 30 % КПД летом этого года.

Для нового исследования группа инженеров создала и испытала полностью перовскитный тандемный солнечный элемент. Для этого они объединили в одном элементе две версии одного и того же материала.

«В нашей ячейке верхний слой перовскита имеет более широкий зазор, который хорошо поглощает ультрафиолетовую часть спектра, а также немного видимого света, — говорят авторы работы. — Нижний слой имеет узкую полосу пропускания, которая больше настроена на инфракрасную часть спектра. Благодаря этому мы охватываем больше спектра, чем это было бы возможно при использовании кремния».

Созданный командой прототип площадью 1 см2 имел максимальную эффективность 27,4 %, что на 1,1 % выше официально зарегистрированного КПД для этого типа ячеек (26,3 %). Однако исследователи не стали регистрировать новый рекорд, чем занимается независимая экспертиза NREL.

Зато гарантированный рекорд подтверждён в достигнутом ячейкой напряжении — это 2,19 электронвольт напряжения разомкнутой цепи ячейки, что является самым высоким показателем среди всех тандемных солнечных элементов на основе перовскита.

Следует отметить, что оба этих впечатляющих показателя были получены благодаря внесению тонкого слоя такого химического вещества, как 1,3-пропандиаммония (PDA) между светопоглощающим слоем перовскита и слоем, который переносит электроны. Этот добавочный слой выровнял поверхностный заряд фотоячейки и включил в работу электроны на всей её поверхности.

Учёные говорят, что дальнейшая работа будет направлена на повышение эффективности солнечного элемента за счет повышения его стабильности, увеличения силы тока и увеличения размера элемента.

Учёные в пять раз продлили срок службы перспективных солнечных панелей из перовскита

Рабочие характеристики перовскитных солнечных элементов значительно превосходят аналогичные параметры кремниевых панелей. Однако у перспективных солнечных батарей из перовскитов есть один большой недостаток — это высокая чувствительность к окружающей среде. Они быстро деградируют даже в лабораторных условиях, а на открытом воздухе такие процессы только ускоряются. Решить эту проблему смогла международная группа учёных с участием специалистов из России.

 Источник изображения: НИТУ МИСИС

Источник изображения: НИТУ МИСИС

Исследователи из НИТУ МИСИС, Университета Гренобль Альпы и Римского университета Тор Вергата предложили технологию стабилизации перовскитных батарей и повышения их коррозионной устойчивости с помощью максенов (MXenes) — двумерных карбидов или нитридов переходного металла. Решение представлено в виде «интерфейса» — тончайшей прослойки из максенов между катодом и n-слоем элемента. Самое важное в этом открытии — технология очень проста для адаптации к массовому производству солнечных панелей из перовскита. Фактически «стабилизирующий» материал добавляется в краску для печати солнечных элементов, что делает техпроцесс предельно простым.

Толщина фотоэлементов из перовскита порядка 1 мкм. Для сравнения, толщина кремниевых фотоэлементов в среднем достигает 200 мкм. Перовскитную солнечную панель можно банально напечатать на любой поверхности, что делает технологию дешевле и с едва ли ограниченным охватом. Солнечные панели могут появиться на любой свободной поверхности произвольной кривизны. Перейти к практической реализации этой идеи в основном мешает быстрая деградация панелей в присутствии влаги, с чем вместе научились разбираться учёные из России, Италии и Франции. По крайней мере, предложенная технология в пять раз продлевает срок службы перовскитных панелей.

«Эксперименты подтвердили, что добавление гибрида батокупроина и максена в качестве "интерфейса" между n-слоем и катодом не только повышает КПД перовскитного солнечного элемента, но и способствует долгосрочной стабилизации между слоями. Максен предотвращает химическое разложение и повышает износостойкость устройства», — говорится в пресс-релизе НИТУ «МИСИС».

В совместной статье в издании Small учёные поясняют, что наилучший образец прослойки был выявлен при концентрации батокупроина в изопропаноле 0,5 мг/мл, а максена — 0,75 мг/мл. КПД этого образца составил 17,46 % против 16,45 % образца без добавления максена. При проверке термической стойкости при 80 °C КПД солнечного элемента с максеном снизился до 80 % от первоначального значения через 1080 часов работы, в то время как элемент без максена — уже через 330 часов. Тест на поглощение света выявил, что благодаря максену КПД снизился на 4 % от исходного значения через 2300 часов, КПД образца без максена снизился до 80 % за 430 часов.

На следующем этапе команда разработчиков приступила к адаптации метода для промышленной реализации, что в итоге приведёт к пилотному прототипированию на широком формате.

Учёные придумали, как заставить кремниевые солнечные панели вырабатывать больше энергии

Одним из важнейших элементов новой энергетики считаются солнечные панели, но их эффективность всё ещё оставляет желать лучшего. Популярные панели из кремния работают только в красном и инфракрасном спектрах солнечного света, тогда как остальные спектры рассеиваются без пользы. Американские учёные попытались найти способ уловить синий спектр и преобразовать его в красный, чтобы кремний получил больше фотонов и энергии. И это сработало!

 Источник изображения: Con Edison /

Источник изображения: Con Edison / Tandon

Исследователи из Инженерной школы Тандона Нью-Йоркского университета разработали тонкую плёнку, которая повысила эффективность солнечных батарей, преобразовав не реагирующие с кремнием длины волн света в такие, которые могут использоваться для производства электроэнергии. Для этого учёные провели множество экспериментов с различными конструкциями солнечных батарей, материалами и красителями, которые помогли бы использовать большую часть спектра, но до сих пор особенных успехов не было, пока они не создали тонкую плёнку из перовскита с добавлением иттербия.

Перовскитная плёнка, нанесённая на кремниевый фотоэлемент, успешно поглощала фотоны в синем и ультрафиолетовом спектре, а иттербий излучал эту энергию в ближнем инфракрасном диапазоне, передавая кремниевой подложке фотоны в том виде, которые ею отлично поглощались. Эффективность предложенной плёнки составила 82,5 % и может даже превысить 100 %, если подобрать нужное соотношение компонентов. Это не КПД панели, которое в среднем для кремния колеблется около отметки 20 %, а та эффективность, с которой «синие» фотоны, превращаются в «красные».

Подобное преобразование позволит ещё немного поднять КПД кремниевых панелей, но пока учёные не берутся назвать даже приблизительные цифры. Для этого нужны новые исследования.

Солнечные панели из перовскита на крыше способны дать электромобилям до 25 км запаса хода в день

Автопроизводители до сих пор скептически оценивали целесообразность использования бортовых солнечных панелей для генерации электричества в серийных электромобилях. Тем не менее, исследования в этом направлении продолжаются и отраслевые источники считают направление перспективным. Прорыв может случиться за счёт применения перовскитных панелей вместо традиционных кремниевых.

 Источник изображения: Tesla

Источник изображения: Tesla

По информации издания Business Korea, ссылающегося на отраслевые источники, перспективные солнечные панели из перовскита, размещаемые на крышке электромобиля, позволят в течение ясного дня накапливать заряд до 5 кВт‧ч. Электромобили Hyundai IONIQ 5 и Kia Niro, например, расходуют 1 кВт‧ч для перемещения на расстояние от 4,5 до 5,3 км. Другими словами, после стоянки на солнцепёке в течение дня электромобили с солнечными панелями нового типа на крыше смогут увеличить запас хода на 25 км и более без каких-либо затрат со стороны владельца.

Солнечные панели на базе перовскита интересны для электромобилей потому, что обладают большей гибкостью и меньшей массой. Последнее, пожалуй, особенно важно: будет странно увеличивать запас хода за счёт солнечной зарядки, и при этом сокращать его увеличенной массой авто. Кроме того перовскитные панели способны генерировать электроэнергию за счёт поглощения ультрафиолетовой части спектра солнечного света, поэтому их эффективность оказывается выше многих кремниевых панелей.

Проблему с долговечностью панелей из перовскита тоже можно решить, как показывают новейшие эксперименты. Кстати, даже Илон Маск (Elon Musk) положительно оценивает идею подзарядки электромобилей от солнечных панелей во время стоянки, хотя он говорил в этом контексте исключительно о крупных грузовых авто с большой площадью поверхностей, на которых можно разместить солнечные панели, включая откидные боковые секции.

В США испытали первые перовскитные солнечные элементы, способные работать 30 лет без замены

Перовскит является крайне перспективным минералом для строительства солнечных панелей. Тем не менее, главной проблемой таких изделий является непродолжительный срок их службы. Исследователи из Принстонского университета США наконец испытали в лабораторных условиях образец, способный проработать без замены до 30 лет в реальных условиях.

 Источник изображения: Andlinger Center for Energy and the Environment

Источник изображения: Andlinger Center for Energy and the Environment

Хотя главным материалом для солнечных панелей десятилетиями являлся кремний, в последние 15 лет перовскит активно отвоёвывает у него позиции. Перовскит так же эффективен, как и кремний, но позволяет создавать менее дорогие, более лёгкие и гибкие панели. Тем не менее перовскиты не очень стабильны и довольно недолговечны при использовании в реальных условиях.

В новом исследовании принстонские учёные добавили для стабилизации конструкции специальный промежуточный слой буквально в несколько атомов толщиной между светопоглощающим перовскитным и несущим заряд слоями. Промежуточный слой изготавливается из дисульфида углерода, свинца, йода и хлора и применяется для защиты конструкции от быстрого выгорания.

Хотя подобные решения уже предлагались различными командами ранее, новый состав потенциально позволяет сохранить работоспособность солнечных элементов дольше 30 лет — первое решение в своём классе, перешагнувшее порог в 20 лет.

 Источник изображения: Andlinger Center for Energy and the Environment

Источник изображения: Andlinger Center for Energy and the Environment

Впрочем, пока речь идёт только об экспериментах. Исследователи использовали для оценки «живучести» панелей камеру искусственного старения, в которой элементы подвергли воздействию солнечного света и температурам от 35 °C до 110 °C. Экстраполировав полученные данные, команда сделала вывод, что в стандартных климатических условиях новое решение способно проработать 30 лет. По словам учёных, используемая камера искусственного старения позволит проверять устойчивость не только перовскитных, но и любых других солнечных ячеек.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Реструктуризация Embracer загубила новую Red Faction с разрушаемостью в духе Red Faction: Guerrilla и элементами immersive sim 21 мин.
Microsoft: новая Fable и Doom: The Dark Ages до сих пор не получили даты выхода из-за GTA VI 3 ч.
Amazon проведёт «капремонт» голосового помощника Alexa и добавит платную подписку за $5–10 в месяц 3 ч.
Слухи: Sony потеряла веру в PS VR2 и оставила в разработке для гарнитуры всего две игры 4 ч.
«Turok, которого у нас не было»: игроков впечатлил трейлер реалистичного шутера с динозаврами и мехами Ferocious 4 ч.
Этичные хакеры стали активно взламывать крупные модели ИИ — у них получается обходить ограничения 5 ч.
X идёт к внедрению платёжной системы, но главная сложность впереди — убедить пользователей доверить свои деньги 5 ч.
У Google произошёл 10-часовой сбой в системе индексирования контента 5 ч.
Windows научилась сканировать текст с экрана смартфона через «Связь с телефоном» 6 ч.
Microsoft урезала функции ИИ-клавиши на новых Copilot Plus PC 7 ч.
В Китае создали первый в мире термоядерный реактор на высокотемпературной сверхпроводимости 34 мин.
Kingpin поможет PNY создать оверклокерские видеокарты GeForce нового поколения 3 ч.
В России начались продажи ноутбука HONOR MagicBook 16 Pro с чипом Intel Core Ultra 5 125H и поддержкой ИИ 5 ч.
Стратегия Apple в области ИИ подстегнула рост акций, хотя инвесторы настроены скептически 5 ч.
Представлен смартфон Oppo Reno 11A — AMOLED-дисплей на 120 Гц, зарядка на 67 Вт и цена около $300 5 ч.
Производитель гигантских ИИ-суперчипов Cerebras Systems готовится к IPO 7 ч.
Илон Маск заявил, что суперкомпьютер Tesla увеличит мощность до 500 МВт через полтора года 7 ч.
Corsair выпустила самый быстрый SSD формата M.2 2230 — MP600 Mini R2 со скоростью до 7000 Мбайт/с 8 ч.
AOC представила 27-дюймовый игровой изогнутый монитор AOC Gaming C27G2Z3/BK с Full HD и 280 Гц 8 ч.
5G вместо Wi-Fi: Vodafone предложила сверхкомпактные базовые станции на основе Raspberry Pi 8 ч.