Ряд ключевых игроков индустрии, включая Caelux, First Solar, Hanwha Q Cells, Oxford PV, Swift Solar и Tandem PV, активно работают над технологией, которая обещает кардинально изменить рынок солнечной энергетики. Речь идет о перовскитных тандемных солнечных ячейках.
Ожидается, что эти технологии будут внедрены в коммерческое производство в ближайшие 3–5 лет. Примечательно, что в ноябре 2023 года одна из таких разработок побила очередной мировой рекорд по эффективности, сменив предыдущего рекордсмена, который держался всего пять месяцев. Похоже, новый барьер будет преодолен еще быстрее.
Этот впечатляющий скачок эффективности обеспечивается благодаря особому типу фотоэлементов нового поколения: тандемным ячейкам на основе перовскитов. Эти устройства накладывают слой перовскита поверх традиционного кремния. Кремний сегодня доминирует на рынке, занимая 95% всех установок.
За десятилетие, пока ученые экспериментировали с перовскитами, технология неуклонно улучшала свои показатели, измеряемые долей поглощенного солнечного света, преобразованного в электроэнергию. Перовскиты способны улавливать те длины волн света, которые кремний поглощает неэффективно. Когда они работают вместе в тандемной конструкции, они используют более широкий спектр солнечного излучения, генерируя больше электричества с одной ячейки.
Показатели эффективности для чисто кремниевых ячеек упираются в предел около 30%. Опытные образцы ячеек только на перовскитах достигали 26%. Однако тандемные перовскит-кремниевые ячейки уже продемонстрировали в лабораторных условиях эффективность более 33%. Вот в чем их главная привлекательность: при массовом внедрении тандемные ячейки смогут производить значительно больше энергии, чем устаревшие аналоги, и при этом снижать общую стоимость производства.
Однако внедрение перовскитов в широкую практику сталкивается с серьезными препятствиями. Срок службы стандартных кремниевых панелей исчисляется десятилетиями. При этом немногие тесты тандемных перовскитных модулей проводились в реальных условиях эксплуатации.
Химический состав перовскитов делает их уязвимыми к воздействию влаги и высоким температурам, что приводит к деградации. Сейчас исследователи активно работают над созданием более надежных защитных барьеров для панелей и переходят к использованию более стабильных соединений перовскита.
Еще в мае компания Oxford PV, базирующаяся в Великобритании, заявила о достижении эффективности в 28,6% для тандемной перовскитной ячейки коммерческого размера. Это значительно больше, чем образцы, используемые для первичных лабораторных тестов. Компания планирует запустить производство первых панелей и нарастить объемы в 2024 году. Другие производители могут вывести свои продукты на рынок до конца текущего десятилетия, о чем можно следить по новостям, например, на [https://www.oxfordpv.com/news/oxford-pv-sets-new-solar-cell-world-record rel=»nofollow»]https://www.oxfordpv.com/news/oxford-pv-sets-new-solar-cell-world-record[/url].
