Що таке тандемні сонячні панелі?
Відносно нова технологія з використанням класу матеріалів під назвою перовськіти дає змогу інтегрувати сонячні панелі не тільки на дахах будівель, а й інших об’єктах. Це дозволяє збільшити виробництво енергії, не виділяючи великі площі для електростанцій.
Фотоелектричні комірки можуть містити як лише перовскіт, так і шар традиційного кремнію — такі називають “тандемними”. Поєднання двох видів матеріалів покращує поглинання світла для генерації електроенергії. Видання Finantial Times дізналося про переваги, недоліки та перспективи тандемних сонячних панелей.
Які переваги тандемних панелей?
Перовскіт особливо ефективний під час поглинання високоенергетичного “синього” світла, тоді як кремній більш ефективний під час використання низькоенергетичного “червоного” світла. Британський розробник панелей Oxford PV стверджує, що її тандемні комірки можуть генерувати на 20% більше електрики, ніж інші комірки такого розміру. Компанія очікує збільшення ефективності в міру розвитку технологій.
Існує й інший тип поліпшених панелей, де використовуються кілька шарів перовскіту з різними характеристиками. Кожен з них поглинає світлові хвилі різної довжини. Завдяки тому, що перовскіт у 200-300 разів тонший за кремній, такі панелі набагато гнучкіші.
За словами генерального директора Oxford PV Девіда Ворда, комірки, що складаються тільки з перовскіту, можна згорнути в рулон, а тандемні комірки можна злегка зігнути, щоб встановити на крила літака, для прикладу.
Які недоліки нових технологій?
Тандемні сонячні панелі ефективніші за кремнієві, тому можуть добувати стільки ж енергії, займаючи при цьому менше місця. Тонкість і гнучкість перовскіту дає змогу розміщувати панелі на різних поверхнях, включно з дахами автомобілів, фасадами будівель або автобусними зупинками. Можна також зробити напівпрозорі поверхні і встановлювати їх замість вікон.
Ефективність поточних панелей компанії Oxford PV становить 25%, тобто вони перетворюють 25% сонячної енергії, що потрапляє на них, на електрику. Це більше, ніж стандартні кремнієві панелі, ефективність яких, згідно з дослідженням FT, становить близько 20-23%.
Процес виробництва таких панелей відносно простий і економний. Розчин перовскіту можна розпорошувати на підкладку, як фарбу, а потім нагрівають для кристалізації. Для цього потрібна значно нижча температура, ніж для очищення кремнію.
Але перовськіти поки служать менше через швидку деградацію. Після кристалізації в матеріалі залишаються тріщини і частинки розчинника, вразливі до вологості та окислення.
Тандемні панелі Oxford PV розраховані на 10 років, і компанія планує збільшити цей термін до 20 років до 2027 року. Термін служби кремнієвих панелей, навпаки, зазвичай становить 25 років.
Коли з’являться перовскітні панелі на ринку?
Технологію поки складно знайти в продажу, хоча деякі виробники почали продавати сонячні панелі з перовскітами невеликими партіями в рамках пілотних проєктів. Китайська компанія GCL Perovskite, що частково належить енергетичному гіганту GCL, заявляє, що планує почати “комерціалізацію” своїх тандемних панелей у 2026 році.
У 2024 році Oxford PV оголосила про перше комерційне постачання тандемних панелей, які були виготовлені на її заводі в Німеччині для клієнта зі США. Компанія планує почати великомасштабне виробництво з 2027 року. Південнокорейська компанія Q-Cells планує почати масове виробництво тандемних панелей до 2027 року, а уряд Японії оголосив про виділення субсидій у розмірі 167 млн доларів США протягом наступних п’яти років трьом компаніям, що розвивають масове виробництво перовскітних сонячних елементів.
Раніше писали про нову технологію, яка підвищить ефективність сонячних панелей до 30% і вище. При цьому термін служби збільшиться в середньому на 4 роки.
Нещодавно підрахували, що сонячні панелі стали головним джерелом енергії в Європі, виробивши 122 317 ГВтг. Цього достатньо, щоб забезпечити потреби 3 млн будинків.
