Запущен проект «Восстановление устойчивых ландшафтов в Узбекистане». На реализацию проекта Всемирным банком выделено 153 миллиона долларов в рамках региональной программы, охватывающей пять стран Центральной Азии.
Солнечные батареи из перовскита
Перовскит, известный ученым более ста лет, оказался весьма перспективным материалом для производства дешевых и эффективных солнечных элементов. Он — альтернатива кремнию в производстве солнечных батарей.
Перовскит, или титанат кальция, впервые найденный в виде минерала немецким геологом Густавом Розе в Уральских горах еще в 1839 году, и названный в честь графа Льва Алексеевича Перовского, славного государственного деятеля и коллекционера минералов, героя Отечественной войны 1812 года, оказался наиболее подходящим претендентом на роль альтернативы кремнию в производстве солнечных батарей.
Как вещество, титанат кальция до недавнего времени широко использовался лишь в качестве диэлектрика многослойных керамических конденсаторов. И вот теперь его пробуют применить для построения высокоэффективных солнечных батарей, поскольку выяснилось, что данный материал прекрасно абсорбирует свет.
Обычные, ставшие давно традиционными, кремниевые солнечные батареи при толщине в 180 микрон поглощают столько же света, сколько перовскит поглотит при толщине всего в 1 микрон. Перовскит, так же как и кремний, является полупроводником, и примерно так же эффективно передает электрический заряд под действием света, однако спектр преобразуемого в электричество света у перовскита шире, чем у кремния.
Структура кристаллического вещества титаната кальция идентична структуре минерала перовскита, потому и название у них одно и то же. И именно данное вещество находится сегодня на одном из лидирующих мест в рейтинге путей оптимизации для солнечной энергетики.
Все дело в том, что солнечные батареи на базе кремния стоят сегодня в среднем 75 центов за 1 кВт, а солнечные батареи на основе перовскита снизят их стоимость до 10-15 центов за 1 кВт, то есть технология солнечных батарей на перовските в 5-7 раз дешевле кремния как при производстве батарей, так и при их эксплуатации, а количество производимой электроэнергии такое же.
И это при том, что аналитики энергетической отрасли утверждают, что уже при стоимости в 50 центов за 1 кВт, солнечная энергия становится конкурентоспособной по отношению к ископаемому топливу. То есть переход на перовскит в глобальном масштабе снизит стоимость производства электроэнергии в разы, при этом процесс производства самих панелей будет очень простым.
Исследования по оценке и повышению эффективности солнечных элементов на основе перовскита ведутся во многих странах: в Австралии — Мартин Грин, в Швейцарии — Майкл Гретцель, в США — Генри Сайнт, Феликс Дешлер, Лиминг Дай, в Корее — Сок Санг Иль. Исследователи заявляют в один голос о дешевизне и высокой эффективности перспективной технологии.
Майкл Гретцель утверждает, что достигнутая им эффективность в 15% легко может быть увеличена до 25%, а недорогие солнечные элементы из ныне доступных не дотягивают до 15%. Впервые, в 2009 году, когда только заговорили о возможностях использования перовскита для солнечной энергетики, был получен КПД в 3,5%, и элементы были недолговечными, поскольку жидкий электролит растворял перовскит, и едва ученые успевали провести замеры, батарея прекращала работать.
Спустя три года жидкий электролит был заменен на твердый, и элементы стали более стойкими, а КПД сначала удвоился, а затем удвоился еще раз. Несколько электропроводящих слоев-подложек, на один из которых нанесли пигмент, решили проблему и открыли перспективу. Шаги по повышению эффективности не прекращаются и по сей день, ученые применяют в числе прочего и стандартные методы оптимизации, которые служили для улучшения кремниевых предшественников.
Майкл Гретцель уверен, КПД в 25% приведет к революции в солнечной энергетике. Профессор из Австралии, Мартин Грин, один из пионеров в исследованиях, утверждает, что бескремниевые батареи настолько просты в производстве и эффективны в эксплуатации, что однозначно есть уверенность — будущее у солнечных батарей на перовските светлое, ведь предварительные оценки уже пророчат колоссальное удешевление — в 7 раз.
Группа исследователей из Кореи под руководством Сок Санг Иля разработала собственную формулу путем смешивания метиламмония бромида свинца с формамидин-иодидом свинца. Ученые добились такой структуры перовскита, что установили рекордный КПД в 17,9%. Использование смеси позволит печатать солнечные элементы, и их стоимость еще больше снизится. Остается проблема — материал растворяется в воде, к тому же размер ячеек в тестах не превышал 10 кв.мм, так что исследования продолжаются.
Процесс изготовления перовскитовых солнечных элементов видится исследователям довольно простым. Жидкость просто разбрызгивается на поверхность или наносится в виде пара, что очень просто реализовать технологически. На металлическую фольгу или на стекло наносится несколько слоев материалов, один из которых — перовскит.
Другие материалы здесь нужны для того, чтобы способствовать перемещению электронов внутри элемента. Процесс изготовления приближен к идеалу. Физик из Оксфордского Университета, Генри Сайнт, занимающийся разработкой перовскитовых ячеек в США, уверен, что слои солнечной панели будут наноситься так же легко, как при обычной покраске какой-нибудь поверхности.
Несмотря на открывающиеся перспективы, ученые разделились на два лагеря. Первые ратуют за совершенствование уже ставших традиционными, кремниевых батарей, другие — за создание совершенно новых, более эффективных. Так, Мартин Грин считает, что перовскит можно применить как дополнение к кремниевым батареям, совместив кремний с перовскитом, и таким образом снизить стоимость ватта получаемой электроэнергии без значительных убытков для кремниевой отрасли. Майкл Гретцель — напротив убежден, что важны новые разработки, и издержки на повышение эффективности новых фотоэлементов окупятся многократно.
Многие компании уже работают над коммерческим внедрением продукта, ведь несмотря на то, что возможности перовскита еще только начинают осознаваться, ведущие специалисты в области солнечной энергетики уже устремили свое внимание в будущее. Австралийские и Турецкие компании вместе активно подошли к коммерциализации перовскитовых солнечных батарей, и по прогнозам, уже к 2018 году они будут представлены на мировом рынке.
Несмотря на оптимизм некоторых компаний, опыт показывает, что обычно необходимо лет десять для выхода новой технологии из лаборатории на рынок, а за это время и кремниевые батареи вполне могут и обогнать перовскит. Гретцель, кстати, продает лицензию на новую технологию компаниям, которые намерены идти по традиционному пути кремния.
Конкуренция на рынке солнечной энергетики также высока, и каждый новый игрок сталкивается с ней. Стоимость кремниевых панелей снижается, и по мнению некоторых аналитиков, она может понизиться до 25 центов за 1 кВт, что полностью лишит преимуществ технологию перовскита.
Остается проблемой и наличие в пигменте небольшого количества свинца, который токсичен. Предстоят экспериментальные исследования, которые выявят, насколько токсичным оказывается перовскит. Стоит уделить внимание и утилизации отработанных батарей, как это происходит с стартерными автомобильными аккумуляторами. Но в принципе вместо свинца может быть использовано олово или нечто подобное.
Между тем, исследователи из Огайо, под руководством Лиминг Дай, взялись за электрификацию электрокаров с помощью солнечных панелей из перовскита. Они разработали наиболее выгодное, чем это было раньше, сочетание солнечных панелей с аккумуляторами электрических автомобилей.
Подключив четыре перовскитовых батареи к литиевому аккумулятору, ученые добились КПД 7,8% в наиболее эффективной на сегодняшний день конфигурации, которая превзошла былые решения по совмещению солнечных батарей с суперконденсаторами и аккумуляторами.
Многослойные панели позволили повысить плотность и стабильность получаемой от солнца энергии. Тестирования показали, что три слоя перовскита преобразуются при желании в одну пленку. При площади одной ячейки не более 10 кв.мм, исследователи добились КПД 12,65% от преобразователя размером с монету, однако с учетом преобразования и хранения энергии, КПД составил 7,8% в цикличном режиме.
Такие системы, по мнению разработчиков, смогут в будущем не просто заряжать электрокары, но и будут установлены в виде гибкой пленки на кузовах. Технология представляется идеальной для электромобилей.
Примечательна способность перовскита к переизлучению. Ученый из Кембриджского университета, Феликс Дешлер, обнаружил, что перовскит обладает уникальным свойством. Когда на материал попадает свет, энергия фотонов не просто преобразуется в электроэнергию, часть заряда обратно превращается в фотоны.
Если панель сможет повторно использовать эти фотоны, то собираемой энергии станет еще больше. Группа Дешлера провела эксперимент, в котором сконцентрировала луч лазера на срезе перовскита толщиной в 0,5 микрона, и свет переизлучался в другом месте образца. Кремний, например, не обладает способностью перемещать внутри себя энергию и вновь ее испускать.
Таким образом, перспективы у перовскита колоссальны, и кто знает, может быть не за горами те времена, когда каждый дом и каждый автомобиль будут оснащены перовскитовыми батареями, поскольку загрязнять окружающую среду продуктами сжигания ископаемого топлива станет уже экономически не выгодно и не целесообразно.
Андрей ПОВНЫЙ
Источник — electrik.info
* * *
Как перовскитные фотоэлементы могут произвести революцию в солнечной энергетике
Перовскитные фотоэлементы скоро начнут завоевывать рынок солнечной энергетики. Технология производства панелей на основе перовскита приближается к прорыву. Так называемые перовскитные фотоэлементы позволяют создавать гибкие солнечные батареи, которые обладают очень высокой степенью эффективности, а также являются недорогими в производстве.
Солнечная энергия неисчерпаема, но солнечная электроэнергия сегодня составляет лишь малую часть в мировом снабжении электроэнергией. Чтобы изменить это, нужно сделать фотоэлементы эффективными и дешевыми, что не так-то и просто. Поэтому многие исследователи возлагают большие надежды на перовскит.
Фотоэлементы на основе перовскитов очень эффективно преобразуют солнечный свет, что и было продемонстрировано учеными впервые в 2009 году. Однако в то время фотоэлементы были еще очень нестабильными, но с тех пор ученые достигли огромных успехов. Эффективность перовскитных фотоэлементов сегодня уже превышает 20%. Основное их преимущество в том, что их можно наносить на поверхности в виде очень тонких слоев без особых усилий. Следовательно, для изготовления таких фотоэлементов требуется меньше материала по сравнению с кремниевыми.
Одним из стартапов, планирующих довести перовскитные фотоэлементы до серийного производства, является компания Swift Solar, базирующаяся в Силиконовой долине. Среди основателей Swift Solar несколько известных исследователей перовскита. В стартапе используется запатентованная технология на основе перовскита и выпускаются так называемые тандемные фотоэлементы. Компания объединяет перовскит и кремний, которые поглощают различные области солнечного спектра. Кремний поглощает инфракрасную часть, перовскит — видимую часть. При такой комбинации возможно достичь эффективности более 30%. Swift Solar изначально нацелена на специализированные приложения в авиации, электромобильности, телекоммуникациях и строительстве. В среднесрочной перспективе компания планирует производить перовскитные фотоэлементы как для кровельных, так и наземных солнечных электростанций.
Британский стартап Oxford PV также активно занимается разработкой перовскитных фотоэлементов и конкурирует с Swift Solar, чтобы первым выйти на рынок с новой технологией. Oxford PV заявляет, что эффективность его фотоэлементов составляет 27,3%. Это больше, чем могут самые мощные кремниевые фотоэлементы, и их теоретическая максимальная мощность ненамного выше, чем у перовскитных уже сегодня, но с другой стороны, теоретически перовскитные могут достичь еще более высоких уровней эффективности.
27.01.2020 — by Eenergy.media
![]() Добро пожаловать на канал SREDA.UZ в Telegram |
Еще статьи из Климат
Среди основных областей, где искусственный интеллект может улучшить управление водными ресурсами, — оптимизация очистных сооружений, прогнозирование спроса, повышение энергоэффективности, опережающее обнаружение проблем и усовершенствование процессов очистки сточных вод.
Инспекционный совет Всемирного банка опубликовал официальный запрос на проведение расследования проектов, связанных со строительством Рогунской ГЭС в Таджикистане. В фокусе: критически важные вопросы о соответствии социально-экологическим стандартам ВБ.
«Наращивание потенциала для снижения выбросов метана в Центральной Азии» — так называется новый проект Регионального экологического центра Центральной Азии. Сроки реализации проекта: февраль 2025 года — март 2027 года.
Мировые мощности угольной генерации в 2024 году выросли всего на 18,8 ГВт. Это стало самым низким показателем за последние десятилетия.
Компания Saudi Aramco ввела в строй тестовый агрегат по прямому улавливанию углекислого газа из атмосферного воздуха (DAC) мощностью 12 т CO2 в год.
В регионе на подходе новый проект в рамках инициативы Швейцарии «Blue Peace Central Asia». Запуск нового межстранового проекта намечен на май 2025 года. Предварила его рабочая встреча в Ташкенте с участием делегаций из стран региона.
Партнерство намерено усилить региональное сотрудничество в области устойчивого водопользования, охраны биоразнообразия и адаптации к изменению климата; мобилизовать инвестиции в экологическую инфраструктуру.
«Тепловой насос заменит все, что связано с углем. Он обеспечит бесперебойную генерацию тепла и холода», — таково мнение экспертов. Тепловой насос — альтернативный возобновляемый источник энергии. За ним будущее.
Генеральная Ассамблея Организации Объединенных Наций единогласно приняла резолюцию о создании Регионального центра ООН по Целям Устойчивого Развития для стран Центральной Азии и Афганистана.
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
admin
Как журналисту, мне много раз приходилось бывать на судебных процессах. Разных. Был даже процесс, когда судили инженера и дали срок за то, что компания, в которой он работал, предложила своим клиентам Скайп. Тогда это было внове. Насчитали в суде огромный ущерб государству, ведь благодаря интернету люди стали меньше пользоваться междугородней телефонной связью. Руководитель компании успел выехать из Узбекистана, а на инженера, как только он по повестке пришел в прокуратуру, надели наручники. Суд его приговорил к тюремному заключению. Поэтому возникает вопрос об ответственности следствия и судей. Как известно, Скайп и Вотсап очень быстро вытеснили междугородную телефонию. Мне этот случай запомнился. Обвинения сотрудникам Госбиоконтроля в нанесенном ущерба государству из того же ряда. Четырех с половиной миллиардов сумов ущерба, оказывается, не было. Восемь лет понадобилась, чтобы суд сделал такое заключение. Еще ряд обвинений не снят. Подождем. А вот с этой колоссальной сумой как быть? Кто-то же ее насчитал!
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
Алия
100 % заказная проверка, организованная бывшим председателем Госкомприроды Абдусаматовым, падким до огромных барышей. И к слову сказать, впоследствии снятым с должности председателя и севшим за решетку за взятку. Я работала в комитете в пору его "правления". Наше управление тоже прошло через жернова этой заказухи. И тоже было шито все белыми нитками и высосано из пальца. Лично знаю и Григорьянца, и его бухгалтера Татьяну, в курсе всего того безобразия, что творили с Госбиоконтролем. А вся беда Госбиоконтроля лишь в том, что через его счета проходили большие деньги. Конечно же, целью проверки и ее неоправданно раздутой масштабностью было очернить и убрать с должности Григорьянца, а на его место посадить "своего" и грести лопатой себе в карман бюджетные средства. Очень хочется надеяться, что в конце концов в этом деле будет поставлена точка с благополучным концом - снятием всех выдуманных обвинений. К слову сказать, со всех других сотрудников различных управлений Госкомитета все обвинения сняты в результате их многолетних хождений по судам. Отдельное спасибо автору публикации за проделанную титаническую работу. Будем надеяться, что правосудие наконец-то свершится.
НА ТЕКТОНИЧЕСКИХ ПЛИТАХ
Лия
Здравствуйте. Очень познавательная и интересная статья. Большое спасибо Г. ПЕРЕВОЗЧИКОВУ и АТОСУ за прекрасные комментарии. Такие статьи с примерами необходимо преподавать в школах в современном Узбекистане. Хотела почитать, на какой плите находится Узбекистан, и через сколько лет будет очередной сдвиг с соседней плитой, а столько интересного узнала. СПАСИБО!!!
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
Бахтиёр
Добротный материал. Все, в общем, понятно. Сюда бы еще небольшой комментарий грамотного юриста.
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
Ирина
Материал очень серьезный и глубокий. Какие-то моменты перечитывала несколько раз. От основной линии несколько уводит экскурс в создание структуры. Но в этом есть необходимость. В целом - очень серьезный материал. Разобраться в этом, - огромный труд. Кому-то Григорьянц перешёл дорогу. Очень горько и обидно, что такой человек, в честности которого не усомнишься ни на секунду, попал в жернова нашего "правосудия'.
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
Эколог
Автор, все что вы описали в статье, трудно несведущему человеку понять, к чему привела ситуация, связанная с расформированием системы охраны природы во времена Госбиоконтроля. Очень обидно и досадно, что не вступились и не поддержали в то время Госбиоконтроль лица, которые могли бы справедливо доказать и показать действительную ситуацию, связанную с деятельностью Госбиоконтроля! Александр Аркадьевич Григорьянц всегда и при всех обстоятельствах был и есть человек принципиальный ко всему, что связанно с нарушением природоохранного законодательства и глубоко порядочный как личность, с которым было комфортно и интересно работать. Очень ценю и уважаю его, побольше бы таких руководителей! Спасибо Вам, за принципиальность и открытость Ваших публикаций! Хорошо бы восстановить справедливость и затронутую честь!!!
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
Sergei
Обычное дело, нужны не специалисты высочайшего уровня, а люди с несколько иными жизненными принципами. Как ответил один мой знакомый (мошенник и вор, занимающий высокое положение) на мое замечание, что надо принимать на работу специалистов, «Это совсем не обязательно - главное чтобы человек был "хороший".
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
Джамиля
Ужас!!!
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
Наталия
Хотелось при новом председателе Абдусаматове прибрать к рукам спецсчет Госбиоконтроля. Большой человек дал команду фас. Этой истории больше десяти лет. Абдусаматов - председатель Госкомприроды, назначенный из Министерства внешнеэкономических связей в декабре 2013 года. Не эколог. Вот он то и поставил цель поменять систему и взять спецсчет Госбиоконтроля под свое управление. Это и случилось. Проверки-следствие-суд... Очень любил деньги. Все, что можно в Госкомприроде развалить, развалил. В 2017 году президент назначил его хокимом Юнусабадского района Ташкента. Вскоре был задержан при получении взятки. Об этом в интернете можно почитать.
Вызовите свидетелей, проверьте доказательства и судите
Radion
Может, хотят построить элитные коттеджные поселки в заповедниках?