Kas daro perovskitą tokiu nuostabiu?
Perovskito saulės elementų gebėjimą sugerti šviesą užtikrina jų sugerties sluoksnis, sudarytas iš „ABX“, kur „A“ paprastai reiškia katijoninio metalo arba vienavalenčio metalo joną, o „B“ sudaro Pb (švinas) arba Sn (alavas). „X“ reiškia atominį parametrą, kurio jonas yra halogenas. Kadangi galite maišyti ir suderinti šias dalis, mokslininkai gali pakeisti medžiagos veikimą, kad ji būtų tinkama.Šios ląstelės per trumpą laiką tapo plačiai žinomos. Kai jie pirmą kartą buvo pagaminti kaip saulės elementai 2009 m., jie savo darbą atliko tik 3,8 proc. Tačiau dabar jie pasiekė daugiau nei 27% laboratorijoje. Tarsi šie elementai padarytų tai, ką silicio saulės elementai padarė per keturiasdešimt metų, tik jiems prireikė dešimties!
Pagrindiniai pranašumai prieš tradicinį silicį
| Funkcija | Perovskito saulės elementai | Tradicinės silicio ląstelės |
|---|---|---|
| Teorinė efektyvumo riba | >30% (single junction); >40 % (tandemas) | ~29.3% |
| Tipinė gamybos temperatūra | Žemos-temperatūros (apie 100 laipsnių) tirpalo arba garų procesai | Aukštos-temperatūros (daugiau nei 1000 laipsnių) procesai |
| Medžiagos naudojimas ir lankstumas | Itin{0}}plonos, lengvos plėvelės; lanksčios ir pusiau{1}}skaidrios parinktys | Storos, standžios ir nepermatomos plokštelės |
| Pirminė taikymo sritis | Elektrinės, BIPV, nešiojama elektronika, plataus vartojimo prekės, transporto priemonės | Visų pirma didelės{0}}elektrinės ir stogų masyvai |
Kelias į komercializaciją: pagrindinių iššūkių sprendimas
Medžiagos keitimas:Įvairių jonų maišymas, kad norima kristalų struktūra būtų stabili.
Geresnė apsauga:Stiprių sluoksnių kūrimas, apsaugantis perovskito plėvelę nuo aplinkos poveikio.
Tvirtinimo paviršiai:Cheminių medžiagų naudojimas medžiagos paviršių problemoms pašalinti, todėl medžiaga veikia geriau ir tarnauja ilgiau.Kitos problemos yra tai, kad reikia pagaminti daug jo neprarandant kokybės ir susidoroti su švinu, kuris nėra puikus aplinkai. Štai kodėl kai kurie tyrėjai tiria alavo-nenuodingas parinktis.
Inovacijų avangardas: naujausi laimėjimai
Šioje srityje reikalai sparčiai juda. Štai keletas įdomių naujienų iš 2025 m. pabaigos:
Geresnis našumas ir ilgalaikė galia:2025 m. lapkritį kai kurie Kinijos mokslų akademijos žmonės teigė, kad jie pagamino saulės elementą, kurio efektyvumas yra apie 27%. Puiku yra tai, kad be perstojo šviečiant šviesai daugiau nei 1 500 valandų, jis vis dar stiprėjo maždaug 86 % to, kaip prasidėjo. Tai didelis žingsnis siekiant, kad šios ląstelės būtų stiprios ir efektyvios.
Sukurta konkrečiam naudojimui:Kai kurie mokslininkai sukūrė pusiau{0}}skaidrius perovskito modulius, skirtus naudoti pastatuose. Neseniai jie pasiekė 15,55 % efektyvumą 100 cm² modulyje, kuris praleidžia apie 30 % matomos šviesos. Tai gali būti geras galios ir langų bei sienų derinys.
Ateitis: „Tandem Cells and Beyond“.
Perovskitai gali geriausiai veikti su siliciu, o ne atskirai. Perovskito viršus sugeria mėlyną šviesą, o silicio dugnas – raudoną šviesą tandemo kameroje. Šis derinys gali padidinti galią daugiau nei 34%, o tai puikiai tinka silicio pramonei.Šie saulės elementai gali padaryti lanksčias plėveles prietaisams arba paversti pastatų fasadus spalvingais energijos šaltiniais. Jie daro saulės energiją geresnę ir lengviau naudojamą. Jis nuėjo ilgą kelią nuo mokslinio projekto iki pagrindinės švarios energijos dalies.
