В Бухару едем для изучения проблем питьевого водоснабжения. Из Ташкента мы прилетаем рано утром. Перед посадкой разглядываем теплицы, трубы теплоцентрали, дороги…
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
Сделка по продаже береговых участков Чарвакского водохранилища поставила «на уши», пожалуй, весь Ташкент. Официально — не продажа, а развитие международного туризма. На словах: никакого строительства до заключения экологической экспертизы. По факту: иное.
Предлагаемая читателям информация из международных источников не имеет прямого отношения к Узбекистану и региону Центральной Азии. Но заставляет задуматься, не слишком ли беспечно чиновники распоряжаются источниками питьевого водоснабжения. Как аукнется?
Данные бассейновых водохозяйственных объединений «Амударья» и «Сырдарья» проанализированы в НИЦ МКВК и обобщены. Для оперативного оповещения опубликованы в еженедельном бюллетене.
Мы пройдем вдоль небольшого участка Аму-Бухарского канала: от моста на трассе между Бухарой и Караулбазаром вверх по течению параллельно ограждению питомника «Джейран».
Впервые с 2006 г. все основные источники энергии — как возобновляемые, так и ископаемые виды топлива — достигли рекордных уровней потребления.
Проект анонсируется как имеющий большой потенциал для создания новых рабочих мест, стимулирования местного производства и активизации экономической деятельности в районах размещения малых ГЭС. ВБ выделит Узбекистану льготный кредит в 150 миллионов долларов.
Источник данных – БВО «Амударья», аналитическая обработка — НИЦ МКВК. Как сообщается в бюллетене МКВК, данные представлены с целью оперативного оповещения и могут быть впоследствии уточнены.
Углеродный след разных запросов к искусственному интеллекту может отличаться в 50 раз. Объем выбросов зависит от модели, темы запроса и пользователя. Новое исследование сравнило экологический вред 14 нейросетей в разных режимах работы.
Как чувствуют себя памирские ледники и амударьинские тугаи в эпоху активного вмешательства человека в природу? На эти вопросы предстоит ответить исследователям из стран, откуда сток, и стран, где он «рассеивается». Здесь: про Памир и «Тигровую балку».
Бухара и Бухарский район: что нового в водоснабжении?
Наталья Вишневская
Наталия, спасибо Вам за интересный, познавательный материал. Читала с интересом, мне это знакомо. Совсем недавно мы были в Бухаре в рамках проекта Всемирного банка по реконструкции теплоснабжения и повышения энергоэффективности многоквартирных домов, проводили пресс- конференцию. Надеюсь и верю, что проект по улучшению водоснабжения достигнет положительных результатов, бухарцы этого достойны. Каждый проект, который приходит в страну, ставит перед собой глобальные задачи и широкомасштабное информирование граждан просто необходимо. Люди должны понимать, какие преобразования их коснутся, и работать в едином тандеме со всеми участниками проекта, как с исполнителями, так и с благополучателями.
Двойные стандарты, неприемлемые для Чарвакского водохранилища и окрестностей
Guljakhon Amanova
Краткий правовой анализ ключевых моментов Постановления Кабинета Министров Республики Узбекистан №490 от 2 августа 2025 года по проекту Sea Breeze Uzbekistan (https://lex.uz/ru/pdfs/7661949#): Проект #SeaBreezeUzbekistan 1. Отсутствие экологических гарантий Ключевая проблема: Постановление №490 утверждает реализацию крупного инвестиционного проекта — туристско-рекреационного комплекса стоимостью $1,5 млрд на территории более 2 000 гектаров (пункты 1 и 4) — без упоминания оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС), природоохранных обязательств или ссылки на экологические законы. Само принятие такого подзаконного акта противоречит основному закону - Конституции РУз, ст. 49, устанавливающей, что: «Государство создает условия для осуществления общественного контроля в области градостроительной деятельности в целях обеспечения экологических прав граждан и недопущения вредного воздействия на окружающую среду.» Игнорирование национальных и международных стандартов: Не взят во внимание Закон Республики Узбекистан «Об экологической экспертизе», который хотя и вступит в силу 25.08.2025 г, но был принят уже в феврале этого года; Не указано обязательство по проведению ОВОС, несмотря на потенциальное значительное влияние на природу и климат, и продолжающиеся требования активистов провести такую полномасштабную экспертизу. Несоответствие #международным правовым обязательствам #Узбекистана: ✅ Принцип 17 #Декларации Рио-де-Жанейро по окружающей среде и развитию (1992 г.), который стал частью обычного международного права (customary international law): Обязывает проводить оценку воздействия на окружающую среду для проектов с потенциальным серьёзным экологическим воздействием. ✅ Конвенция о доступе к информации, участии общественности в процессе принятия решений и доступе к правосудию по вопросам, касающимся окружающей среды (#Орхусская конвенция,1998 г.) (ратифицирована Узбекистаном в марте 2025 г, вступила в силу - в июне 2025 https://lex.uz/ru/docs/7424711): Гарантирует право граждан на доступ к экологической информации и участие в принятии решений, затрагивающих окружающую среду (https://unece.org/DAM/env/pp/documents/cep43r.pdf). ✅ Замечание общего порядка №36 (2019 г.) Комитета ООН по правам человека к статье 6 Международного пакта о гражданских и политических правах: Признаёт обязанность государств защищать #право на #жизнь от экологической деградации (пункты 26 и 62). А ведь в соответствии со ст. 15 Конституции: Международные договоры Республики Узбекистан наряду с общепризнанными принципами и нормами международного права являются составной частью правовой системы Республики Узбекистан. Если международным договором Республики Узбекистан установлены иные правила, чем те, которые предусмотрены законом Республики Узбекистан, то применяются правила международного договора Республики Узбекистан. 2. Риски принудительных выселений и отсутствие гарантий жилищных прав Проблемные положения Постановления №490: ⚠️ П. 6(а): требует прекращения прав землепользования и регистрации участков как «свободных» для передачи инвестору; ⚠️ Последнее предложение п. 6: обязывает инвестора перечислить $5 млн в бюджет Ташкентской области для компенсации, но без гарантии, что пострадавшие получат её напрямую и в полном объёме, и что компенсация будет адекватной; ⚠️ П. 8(а): классифицирует проект как «социально значимый», создавая основания для возможного принудительного изъятия земли под видом общественного интереса. Несоответствие международным стандартам жилищных прав: ✅ Статья 11 Международного пакта об экономических, социальных и культурных правах (МПЭСКП): Закрепляет право каждого на достаточный уровень жизни, включая право на жильё. ✅ Замечание общего порядка №7 (1997 г.) Комитета ООН по экономическим, социальным и культурным правам к статье 11 МПЭСКП: п. 13 — выселения недопустимы без адекватного уведомления, консультаций и правовых гарантий; п. 15 — выселения не должны приводить к бездомности или уязвимости. ✅ Основные принципы и руководящие положения по выселениям, связанным с развитием (Приложение к Докладу Специального докладчика ООН по вопросу о праве на жилище, документ A/HRC/4/18, 2007 г.): Требуют проведения #предварительных оценок последствий, раскрытия информации, индивидуальных компенсаций и правовых механизмов защиты. 3. Выводы и рекомендации ‼️ Постановление №490 позволяет реализовать крупный инвестиционный проект в обход базовых норм по защите прав человека и окружающей среды: Не требует экологической экспертизы и оценки воздействия; Не гарантирует справедливую, прямую компенсацию пострадавшим; Не предусматривает механизмов обжалования и правовой защиты; Использует термин «социально значимый» для оправдания коммерческого проекта. ⚠️ Это может привести к нарушениям международных обязательств Узбекистана в рамках МПЭСКП, МПГПП, Орхусской конвенции и Принципа 17 Декларации Рио, который стал частью обычного международного права (customary international law). Рекомендуемые неотложные меры: ⛔ Приостановить реализацию Постановления №490 до: Проведения независимой экологической экспертизы и оценки воздействия на жилищные права. Внести поправки в Постановление: Включить обязательность соблюдения Закона об экологической экспертизе (2025); Гарантировать индивидуальные компенсации и правовую помощь пострадавшим; Обеспечить прозрачные общественные консультации до отчуждения земель. ⚖️ Обеспечить судебный контроль за процедурами выселения и компенсации: Гарантировать пострадавшим доступ к эффективным средствам правовой защиты. ✊ Уважение к #ПравамЧеловека и #защите #окружающей среды должно стать основой любого инвестиционного проекта — даже самого амбициозного. unece.org
Двойные стандарты, неприемлемые для Чарвакского водохранилища и окрестностей
Galina Fimasobak
Чарвак - это не про собственность, не про деньги, Чарвак - это про единственный источник питьевой воды. Хотя не все так думают. Бизнесмены считают что все имеет свою цену, и все можно купить. Например, можно купить чью-то почку или сердце. В данном случае- это наши почки и наше сердце. Потому что речь о том, что мы будем пить, с какими примесями. А деньги получит кто-то другой. Не стоит уповать на очистные сооружения. На Байкале много лет работал целлюлозный комбинат, но его закрыли в 2013 году. Потому что он загадил озеро. Хотя там были очистные сооружения. Заметьте, сколько в том регионе источников пресной воды. И все равно вынуждены были закрыть комбинат! А у нас единственная речушка Чирчик и единственное водохранилище, которое ставится сейчас под угрозу!
Кто отвечает за реку Чирчик согласно законодательству Республики Узбекистан?
Gulsara Shermatova
Опять есть ТРЕБОВАНИЯ, а выполнения не будет по Чарваку тоже. Минэкологии нужно разогнать, зарплату за годы невыполнения обязательств заставить вернуть в бюджет. Это Министерство не охраняет даже стратегически важные объекты! Надо же оправдывать строительство пляжей на водохранилище- единственном источнике питьевой воды!
Полувековой юбилей Зарафшанского национального природного парка с непростой историей
Однолько Ангелина
Будем надеяться, что на охраняемой территории не будет допущено строительство никаких гостевых домиков и гостиниц. И огромная благодарность сотрудникам заповедной зоны и общественности Самарканда за труд и бдительность.
В Узбекистане — чилля. Установилась жара плюс 40-42 градуса. В пустынных регионах градусы выше
вован1
Побольше бы таких качественных репортажей
ГИССАРСКАЯ БАЛЛАДА
Каримов Р
И ещё самое главное. Среди красот этих гор в отдаленных кишлаках живут люди, не испорченные благами цивилизации. Очень простые и гостеприимные люди
Яллама — озеро в песчаном карьере
admin
Несколько групп в фэйсбуке организуют выезды на Ялламу.
Яллама — озеро в песчаном карьере
Анна
Как попасть на это прекрасное озеро? Спасибо
Закройте окна мутным утром
Комментарии из Фэйсбука
Vlad Zamanov: Воздух в столице ниже плинтуса, следующая на очереди питьевая вода. Роза ветров, продуваемость, понижение температуры зелеными насаждениями- теперь это архаизмы из прошлого, стоит лишь только ностальгировать. * * * Тамара Санаева: Этот запах гари в районе ТТЗ держался до 22 часов, потом слегка повеяло свежим воздухом. Вот вам и "гуляйте на свежем воздухе". Чем мы дышим? Какие последствия вызывает этот "свежий воздух" для здоровья горожан? Наверное, многие ощутили это на себе: частые ОРВИ, бронхиты, сердечно-сосудистые проблемы и т.д. * * * Николай Хан: Мухи исчезли... Это что-ж такое в воздухе? * * * Оксана Мельник: Я думала, что я одна заметила, что мух нет. У нас дом старого образца, толстые стены и каждое лето большие мухи прятались от жары в подъезде. В этом году нет ни одной. И возле мусорки нет.