Содержание
Солнечная энергетика быстро развивается даже в пандемию
Варвара Гранкова
В США уже сейчас устанавливают столько же солнечных панелей, сколько устанавливали до пандемии. Аналитики прогнозируют, что общая мощность установок скоро превысит 19 ГВт, в то время как в конце 2019 г. этот показатель равнялся 13 ГВт. По данным отраслевых исследований, в течение следующих 10 лет общий объем мощности установок может вырасти в 4 раза. Устойчивость отрасли в пандемию обусловлена налоговым вычетом на инвестиции в солнечную энергетику, который покрывает 26% расходов, связанных с солнечной энергией, для всех бытовых и коммерческих потребителей. После 2023 г. налоговая льгота снизится до 10% для коммерческих установщиков и больше не будет действовать для покупателей жилья. Таким образом, в ближайшие месяцы продажи солнечных панелей, вероятно, вырастут еще больше, поскольку покупатели будут гнаться за скидкой, пока она еще есть.
Все это прекрасные новости не только для отрасли, но и для всех, кто осознает необходимость перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии.
Однако есть серьезная загвоздка, о которой мало кто упоминает.
Панели, панели, везде панели
Экономические инициативы подгоняются под то, чтобы побуждать клиентов быстрее менять существующие панели на более новые, дешевые и эффективные образцы. В отрасли, где решения в сфере переработки и вторичного использования остаются глубоко неадекватными, огромный объем выброшенных панелей вскоре создаст риск разрушительного масштаба.
По официальным прогнозам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency, или IRENA), «к началу 2030-х гг. ожидается ежегодное накопление большого количества отходов», их объем к 2050 г. может составить 78 млн т. Но поскольку у нас есть столько лет на подготовку, в документе это преподносится как возможность повторного использования ценных материалов на миллиард долларов, а не как страшная угроза. Угроза скрывается в том, что прогнозы IRENA основаны на предположении, что клиенты не будут менять свои панели в течение всего 30-летнего цикла.
Они не берут в расчет вероятность повсеместной замены панелей на ранней стадии использования.
В нашем исследовании мы учли этот фактор. Используя данные по США, мы смоделировали инициативы, влияющие на решения потребителей о замене панелей. Мы предположили, что при принятии решения о замене панелей особенно важны три переменные: цена установки, уровень компенсации (т. е. текущая ставка по солнечной энергии, продаваемой в сеть) и модульная эффективность. Если стоимость замены достаточно низка, а эффективность и уровень компенсации достаточно высоки, мы полагаем, что рациональные потребители осуществят замену независимо от того, прослужили ли их текущие панели положенные 30 лет или еще нет.
В качестве примера рассмотрим гипотетического потребителя (назовем ее г-жа Браун), проживающего в Калифорнии и установившего солнечные панели в своем доме в 2011 г. Теоретически она могла бы пользоваться этими панелями 30 лет. На момент установки общая стоимость панелей составила $40 800, 30% которых подлежали налоговому вычету благодаря налоговой льготе для инвестиций в солнечную энергетику.
В 2011 г. г-жа Браун могла ожидать, что за год ее установка произведет 12 000 кВт энергии, что эквивалентно объему электроэнергии примерно на $2100. Каждый следующий год эффективность панелей должна прогнозируемо снижаться примерно на 1% из-за деградации модуля.
$223,3 млрд
составит к 2026 г. объем мирового рынка солнечной энергетики, ежегодно он будет расти на 20,5%, прогнозируют аналитики Research and Markets.com
А теперь представьте, что в 2026 г., на полпути жизненного цикла оборудования, г-жа Браун возвращается к размышлениям о смене солнечной установки. Она слышала, что панели последнего поколения дешевле и эффективнее. Исходя из текущих прогнозов, к 2026 г. г-жа Браун обнаружит, что расходы, связанные с покупкой и установкой солнечных панелей, упали на 70% по сравнению с 2011 г. Более того, панели нового поколения будут приносить $2800 годового дохода, что на $700 больше, чем ее текущая установка в первый год использования. Получается, что если модернизировать панели сейчас, а не через 15 лет, то чистая приведенная стоимость (NPV) солнечной установки вырастет более чем на $3000 по покупательной способности доллара на 2011 г.
Если г-жа Браун – рациональный потребитель, она выберет вариант с ранней заменой.
Если панели будут заменяться на ранних стадиях жизненного цикла, то за четыре года объем отходов может оказаться в 50 раз больше, чем прогнозируют в IRENA. Эта цифра соответствует примерно 315 000 метрических тонн отходов исходя из оценки соотношения массы к мощности на уровне 90 т/МВт.
Во что обойдется
солнечный мусор Мощности отрасли по переработке и вторичному использованию ресурсов не предполагают такого наплыва отходов. Объем финансового стимулирования инвестиций в переработку вторичного сырья солнечной энергетики невысок. Несмотря на то что панели содержат небольшое количество таких ценных материалов, как серебро, по большей части они делаются из стекла – очень дешевого материала. Долгий срок службы солнечных панелей также сдерживает инновации в этой области.
В результате инфраструктура утилизации отходов не поспевает за стремительным ростом производства солнечной энергии.
Компания First Solar – единственный известный нам производитель панелей в США, который активно занимается переработкой только собственных продуктов компании при глобальной производительности на уровне 2 млн панелей в год. Нынешние мощности позволяют перерабатывать одну панель за $20–30. Отправка той же панели на свалку обойдется всего лишь в $1–2.
Однако прямые затраты на переработку – это только часть проблемы. Панели – хрупкое и при этом громоздкое оборудование, которое обычно устанавливается на крышах жилых домов. Чтобы аккуратно их снять, требуются специально обученные мастера. К тому же некоторые страны могут посчитать солнечные панели опасными отходами из-за небольшого количества содержащихся в них тяжелых металлов (кадмия, свинца и т. д.). Такая классификация влечет за собой ряд дорогостоящих ограничений: опасные отходы можно перевозить только в определенное время по специальным маршрутам.
Совокупность непредвиденных затрат может подорвать конкурентоспособность отрасли.
По нашим подсчетам, к 2035 г. число списанных панелей превысит число проданных единиц товара в 2,5 раза. В свою очередь, это приведет к тому, что нормированная стоимость электроэнергии вырастет в 4 раза по сравнению с текущим прогнозом. Экономика солнечной энергии, столь яркая в 2021 г., быстро потемнеет, поскольку отрасль просто утонет в собственном мусоре.
Кому придется
платить по счетам? Скорее всего, решать, кто понесет расходы по утилизации мусора, будет государство. Например, в ЕС принята директива об отработавшем электрическом и электронном оборудовании (WEEE), которая служит правовой основой для переработки и утилизации электронных отходов в странах – членах ЕС. Ответственность за переработку этого мусора, согласно директиве, распределена между производителями исходя из занимаемой ими доли рынка.
Однако в первую очередь нужно нарастить мощности по переработке солнечных панелей и вписать их в комплексную инфраструктуру переработки отходов. Компаниям может не хватить времени на то, чтобы справиться с этой задачей в одиночку.
Государственные субсидии, вероятно, единственный способ быстрого развития мощностей переработки, соизмеримых с масштабами надвигающейся проблемы. Корпоративные лоббисты могут привести убедительные доводы в пользу правительственного вмешательства, заявив, что отходы – это негативный внешний эффект быстрых инноваций. Стоимость создания инфраструктуры для переработки солнечных панелей является неотъемлемой частью пакета научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, сопровождающих развитие экологически чистой энергетики.
Это касается не только солнечной энергии
Та же проблема нависла и над другими технологическими областями, связанными с использованием возобновляемых источников энергии. Например, эксперты ожидают, что, если не произойдет значительного прироста мощностей по переработке, в течение следующих 20 лет на свалках США окажется 720 000 т гигантских лопастей ветряных турбин. Согласно большинству оценок, в настоящее время также перерабатывается всего лишь 5% аккумуляторов электромобилей.
Ничто из вышеизложенного не ставит под сомнение необходимость использования в будущем возобновляемых источников энергии. Наука бескомпромиссна: если мы станем продолжать полагаться на ископаемое топливо, будущим поколениям достанется сильно травмированная, если не умирающая, планета. Но в действительности эта благородная цель отнюдь не облегчает нам переход на возобновляемые источники энергии. Из всех секторов отрасль экологически чистых технологий меньше других может позволить себе недальновидно относиться к создаваемым ею отходам. Необходимо разработать стратегию вхождения в циркулярную экономику замкнутого цикла – и чем раньше, тем лучше.-
Об авторах:
Аталай Атасу – профессор технологий и операционного управления, а также заведующий кафедрой экологической устойчивости в INSEAD;
Серасу Дюран – профессор Школы бизнеса Хаскейна при Университете Калгари, Альберта;
Люк Ван Вассенхов – почетный профессор кафедры производства им.
Генри Форда в INSEAD, возглавляет Группу гуманитарных исследований и Инициативу в области устойчивого развития
Статья впервые опубликована в «Harvard Business Review Россия». Оригинал статьи здесь
Новости СМИ2
Отвлекает реклама? С подпиской
вы не увидите её на сайте
Индия сэкономила свыше $4 млрд за счет использования солнечной энергетики — Газета.Ru
Индия сэкономила свыше $4 млрд за счет использования солнечной энергетики — Газета.Ru | Новости
close
100%
Индия в период с января по июнь 2022 года смогла сэкономить $4,2 млрд за счет использования солнечной энергетики. Об этом пишет The Indian Express, ссылаясь на данные отчета энергетического аналитического центра Ember.
«Солнечная энергия сэкономила Индии 4,2 млрд долларов США дополнительных расходов на топливо в первом полугодии. Это также позволило избежать необходимости использования 19,4 млн тонн поставок угля для внутреннего использования», — отметили в документе.
По данным издания, больше всего от использования солнечной энергетики выиграл Китай, так как за указанный период использование солнечной энергии удовлетворило 5% потребностей страны в электроэнергии. В итоге страна смогла сэкономить $21 млрд.
В публикации добавили, что Китай, Индия, Япония, Южная Корея, Вьетнам, Филиппины и Таиланд в общей сумме за первое полугодие 2022 года сэкономили $34 млрд за счет использования солнечной энергии. Это составляет 9% от суммарных расходов на топливо за тот же период.
Ранее в субботу агентство Bloomberg сообщило, что противоречия между Германией и Индией по вопросам поставок сжиженного природного газа (СПГ) перешли в дипломатическую сферу. Согласно данным агентства, индийская компания GAIL India Ltd до 2041 года должна получать по 2,5 млн тонн СПГ в год от бывшего подразделения компании «Газпром». Сейчас компания получила название SEFE (Securing Energy for Europe GmbH) и находится под управлением правительства Германии.
Подписывайтесь на «Газету.
Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Мария Дегтерева
Постмодернизм закончился
О новых трендах в российской культуре
Юлия Меламед
Обмануть генетику
О национальных особенностях генетического тестирования и исторической памяти
Георгий Бовт
Почти как в кино
О том, что методы и нравы дипломатии времен Тегеранской конференции уже не вернуть
Яков Пеер
Гамбургер по-русски
О новом российском фастфуде
Владимир Трегубов
Кто вы, мистер Маск?
О бизнес-пути создателя Tesla
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Новости солнечной энергии — ScienceDaily
Новое исследование может помочь электроэнергетике объяснить изменение климата
27 сентября 2022 г. Исследователи разработали метод определения влияния изменения климата на предложение и изменчивость местной возобновляемой энергии. Увеличение числа необычных погодных условий, связанных с изменением климата…
Отбрасывание теней на солнечные элементы, соединенные последовательно
27 сентября 2022 г. Даже небольшие объекты, такие как пыль и листья, могут блокировать доступ солнечного света к солнечным элементам, и понимание того, как потеря поступающего излучения влияет на выходную мощность, имеет важное значение для оптимизации …
Исследователи создают монокристаллические металлоорганические перовскитовые оптические волокна
23 сентября 2022 г.
Благодаря очень высокой эффективности переноса электрических зарядов от света перовскиты известны как материал следующего поколения для солнечных панелей и светодиодных дисплеев. Команда исследователей изобрела …
Исследование растворителей решает загадку долговечности солнечных элементов
23 сентября 2022 г. Производство высокоэффективных солнечных элементов со слоями двумерных и трехмерных перовскитов может быть упрощено за счет растворителей, позволяющих решать нанесение одного слоя без разрушения …
Солнечные батареи на крыше также могут быть благом для экономии воды
21 сентября 2022 г. Солнечные батареи на крыше, вырабатывающие электроэнергию, не только снижают выбросы углекислого газа, вызывающие потепление планеты, но и экономят значительное количество воды. Потребление воды тесно связано с использованием энергии, потому что …
Фундаментальные исследования улучшают понимание новых оптических материалов
20 сентября 2022 г.
Исследования в области синтеза новых материалов могут привести к созданию более устойчивых и экологически безопасных изделий, таких как солнечные панели и светоизлучающие диоды (LED). Ученые разработали …
Пассивная система охлаждения может принести пользу автономным объектам
20 сентября 2022 г. Новая пассивная система охлаждения основана на испарении и излучении и не требует электричества. Устройство может обеспечить охлаждение примерно до 19 градусов по Фаренгейту (9,3 градуса по Цельсию) от …
Нанотрубки освещают путь к жизни Фотогальваника
16 сентября 2022 г. Ученые заставили бактерии спонтанно поглощать флуоресцентный углерод нанотрубок впервые. Этот прорыв открывает новые области биотехнологии для прокариот, такие как …
Путь к крупномасштабным эффективным органическим солнечным элементам с очисткой воды
15 сентября 2022 г. Используя воду для контроля морфологии тонких пленок активного слоя, исследователи разрабатывают высокопроизводительные органические солнечные батареи большой площади.
Прорывное открытие в преобразовании улавливания углерода для производства этилена
9 сентября 2022 г. Группа исследователей открыла способ преобразования 100% углекислого газа, улавливаемого из промышленных выхлопов, в этилен, ключевой строительный материал для пластика …
Прорыв в солнечной энергетике: перовскитовая ячейка с большей стабильностью и эффективностью
6 сентября 2022 г. Исследователи совершили технологический прорыв и сконструировали перовскитовую солнечную батарею с двойными преимуществами: высокой эффективностью и высокой …
Крупный скачок для стабильных высокоэффективных перовскитных солнечных элементов
6 сентября 2022 г. Солнечные элементы, изготовленные из материалов, известных как «перовскиты», догоняют по эффективности традиционные солнечные элементы на основе кремния. В то же время они имеют преимущества низкой…
Робо-жук: перезаряжаемый таракан-киборг с дистанционным управлением
5 сентября 2022 г.
Исследователи разработали систему для создания дистанционно управляемых тараканов-киборгов, оснащенную крошечным модулем беспроводного управления, который питается от прилагаемой перезаряжаемой батареи. к солнечному …
Новый дизайн фотодетектора, вдохновленный фотосинтезом растений
1 сентября 2022 г. Исследователи разработали новый тип высокоэффективного фотодетектора, вдохновленный фотосинтетическими комплексами, которые растения используют для преобразования солнечного света в энергию. Фотоприемники применяются в фотоаппаратах, оптических…
Экологически чистая батарея с биоразлагаемым электролитом, изготовленным из панцирей крабов
1 сентября 2022 г. Растущий спрос на возобновляемые источники энергии и электромобили вызывает высокий спрос на батареи, которые хранят вырабатываемую энергию и приводят в действие двигатели. Но аккумуляторы, стоящие за этой устойчивостью…
Исследователи используют инфракрасный свет для беспроводной передачи энергии на расстояние более 30 метров
30 августа 2022 г.
Исследователи описывают новую систему беспроводной лазерной зарядки, которая решает некоторые проблемы, препятствовавшие предыдущим попыткам разработать безопасные и удобные системы зарядки на ходу. С …
Предотвращение агрегации красителей с помощью расплавленных солей для улучшения характеристик солнечных элементов
29 августа 2022 г. Сенсибилизированные красителями солнечные элементы (DSSC) являются многообещающей технологией солнечной энергетики следующего поколения, но они страдают от агрегации красителей на электродах, что снижает количество носителей заряда и преобразование …
Из свободной комнаты в открытый космос: самодельный проект, который может преобразовать солнечную энергию
24 августа 2022 г. помочь разблокировать следующее поколение солнечной энергии, включая передовые технологии для космоса …
Разноцветные солнечные панели могут сделать технологию более привлекательной
15 августа 2022 г. Солнечные панели больше не только для крыш — некоторые здания даже имеют эти энергогенерирующие конструкции по всему фасаду.
Но по мере того, как все больше зданий и общественных мест включают …
Экологически чистые солнечные элементы повышают эффективность производства электроэнергии за счет устранения причин дефектов
12 августа 2022 г. -пленочные солнечные элементы, представляющие собой экологически чистые тонкопленочные солнечные батареи общего назначения …
Вторник, 27 сентября 2022 г.
- Новое исследование может помочь электроэнергетике учесть изменение климата
- Отбрасывание теней на солнечные элементы, соединенные последовательно
Пятница, 23 сентября 2022 г.
- Исследователи создают монокристаллические металлоорганические перовскитовые оптические волокна
- Исследование растворителя решает загадку долговечности солнечных элементов
Среда, 21 сентября 2022 г.
- Солнечные батареи на крыше также могут быть благом для экономии воды
вторник, 20 сентября 2022 г.
- Фундаментальные исследования улучшают понимание новых оптических материалов
- Пассивная система охлаждения может принести пользу автономным объектам
Пятница, 16 сентября 2022 г.
- Нанотрубки освещают путь к живой фотоэлектрической энергетике
Четверг, 15 сентября 2022 г.
- Прокладывая путь к крупномасштабным эффективным органическим солнечным элементам с очисткой воды
Пятница, 9 сентября 2022 г.
- Прорывное открытие в преобразовании улавливания углерода для производства этилена
Вторник, 6 сентября 2022 г.
- Прорыв в солнечной энергетике: перовскитовая ячейка с большей стабильностью и эффективностью
- Крупный скачок для стабильных высокоэффективных перовскитных солнечных элементов
Понедельник, 5 сентября 2022 г.
- Robo-Bug: перезаряжаемый дистанционно управляемый таракан-киборг
Четверг, 1 сентября 2022 г.
- Новый дизайн фотодетектора, вдохновленный фотосинтезом растений
- Экологически чистая батарея с биоразлагаемым электролитом из крабовых панцирей
вторник, 30 августа 2022 г.
- Исследователи используют инфракрасный свет для беспроводной передачи энергии на расстояние более 30 метров
Понедельник, 29 августа 2022 г.
- Предотвращение агрегации красителей с расплавленными солями для улучшения характеристик солнечных элементов
Среда, 24 августа 2022 г.
- Из свободной комнаты в открытый космос: самодельный проект, который может преобразовать солнечную энергию
Понедельник, 15 августа 2022 г.
- Разноцветные солнечные панели могут сделать технологию более привлекательной
Пятница, 12 августа 2022 г.
- Экологичные солнечные батареи повышают эффективность производства электроэнергии за счет устранения причин дефектов
Среда, 10 августа 2022 г.
- Местная занятость в сфере возобновляемых источников энергии может полностью заменить рабочие места в угольной промышленности США по всей стране, показало исследование
Понедельник, 8 августа 2022 г.
- Энергетическая Африка
вторник, 2 августа 2022 г.
- Бактерии, приводящие в действие по-настоящему зеленую революцию в персональной электронике
Пятница, 29 июля 2022 г.
- Риски электрификации неэффективных зданий, связанные с продлением использования ископаемого топлива
Пятница, 22 июля 2022 г.
- Химики раскрывают секреты расплавленных солей
Среда, 20 июля 2022 г.
- Многофункциональная башня на солнечной энергии производит углеродно-нейтральное реактивное топливо
вторник, 19 июля 2022 г.
- На пути к производству полупрозрачных солнечных элементов размером с окно
Понедельник, 18 июля 2022 г.
- Снижение энергопотребления: новая испытательная система для пассивных охлаждающих материалов
Четверг, 14 июля 2022 г.
- Фотогальваника: полностью масштабируемые тандемные солнечные модули на основе перовскита
Среда, 6 июля 2022 г.
- Использование силы солнца для жарки зеленого чили
вторник, 5 июля 2022 г.
- Печать новой главы в солнечной энергии
- Взгляд на фотоэлектрические устройства в новом свете
вторник, 28 июня 2022 г.
- Стратегии, выходящие за рамки переработки, для поддержки экономики замкнутого цикла для солнечных и аккумуляторных технологий
Понедельник, 27 июня 2022 г.
- Тонкопленочная фотоэлектрическая технология сочетает в себе эффективность и универсальность
- Переосмысление строительных блоков для солнечных панелей может помочь массовому производству
Четверг, 16 июня 2022 г.
- Когда-то считавшаяся мимолетной, новая солнечная технология доказывает свою непреходящую силу
вторник, 31 мая 2022 г.
- Гибридная система на основе солнечной энергии и биомассы удовлетворяет потребности дома в отоплении зимой
вторник, 24 мая 2022 г.
- Исследователи создали высокоэффективную солнечную батарею 1-Sun
- Раскрыт секрет лечения «ахиллесовой пяты» альтернатив кремниевым солнечным панелям
вторник, 17 мая 2022 г.
- Крупный прорыв в области инфракрасного излучения может привести к использованию солнечной энергии в ночное время
- Новый взгляд на органические солнечные элементы
Понедельник, 16 мая 2022 г.
- Оценка влияния механизмов потерь в солнечных элементах-кандидатах
Четверг, 12 мая 2022 г.
- На пути к более эффективным, нетоксичным и гибким тонкопленочным солнечным элементам
вторник, 10 мая 2022 г.
- Ученые продвигают метод производства возобновляемого водорода
вторник, 3 мая 2022 г.
- Физики разрабатывают идеальные условия для испытаний солнечных батарей для космических приложений
Среда, 27 апреля 2022 г.
- Солнечная энергия бьет ядерную во многих потенциальных местах поселения на Марсе
Четверг, 21 апреля 2022 г.
- Раскрытие секрета успеха тройных полимерных солнечных элементов
- Стратегия для высокоэффективных и стабильных перовскитных солнечных элементов
- Более дешевые солнечные элементы могут появиться благодаря новым материалам
Пятница, 15 апреля 2022 г.
- Инженеры заручаются поддержкой ИИ, чтобы помочь расширить масштабы передового производства солнечных элементов
Среда, 13 апреля 2022 г.
- Энергетический переход: солнечные элементы нового поколения повышают эффективность
- Новая тепловая машина без движущихся частей так же эффективна, как паровая турбина
вторник, 12 апреля 2022 г.
- Вы слышали о засухе. Могут ли «энергетические» засухи быть следующими?
Понедельник, 11 апреля 2022 г.
- Преобразование солнечной энергии в электричество по запросу
- Более высокая солнечная мощность, меньшие энергозатраты
вторник, 5 апреля 2022 г.
- Солнечная батарея продолжает работать еще долго после захода солнца
Понедельник, 4 апреля 2022 г.
- Солнечный водород: лучшие фотоэлектроды благодаря мгновенному нагреву
вторник, 29 марта 2022 г.
- Ученые достигли рекордной эффективности сверхтонких солнечных панелей
Понедельник, 21 марта 2022 г.
- Ветер и солнечная энергия могут заменить угольную энергию в Техасе
вторник, 15 марта 2022 г.
- Ученые-материаловеды находят решения самого большого препятствия для технологии солнечных батарей
- Optimizer Tool проектирует, оценивает и оптимизирует системы охлаждения на солнечной энергии
Пятница, 11 марта 2022 г.
- Как очистить солнечные панели без воды
Понедельник, 7 марта 2022 г.
- Крошечные «небоскребы» помогают бактериям преобразовывать солнечный свет в электричество
- Electric Truck Hydropower, гибкое решение для гидроэнергетики в горных регионах
Пятница, 4 марта 2022 г.
- Прогнозирование характеристик солнечных элементов на основе терагерцовой и микроволновой спектроскопии
Среда, 2 марта 2022 г.
- Новое исследование показывает, что небольшие возобновляемые источники энергии могут вызывать перебои в подаче электроэнергии
вторник, 1 марта 2022 г.
- Эти солнечные панели используют водяной пар для выращивания сельскохозяйственных культур в пустыне
Пятница, 25 февраля 2022 г.
- Глубокая нейронная сеть для поиска скрытого турбулентного движения на Солнце
Четверг, 24 февраля 2022 г.
- «Рабочая лошадка» фотогальваники в тандеме с перовскитом
Среда, 16 февраля 2022 г.
- Исследователи используют солнечные элементы для обеспечения быстрой подводной беспроводной связи
Понедельник, 14 февраля 2022 г.
- Система на солнечной энергии предлагает путь к недорогому опреснению воды
- Неорганические нанокристаллы, созданные методом беспорядка, установили новый рекорд эффективности для ультратонких солнечных элементов
- Атомная энергетика может стать ключом к наименее затратным системам электроснабжения с нулевым уровнем выбросов
Пятница, 11 февраля 2022 г.
- Солнечная и ветровая энергия играют ключевую роль в обезуглероживании Швейцарии
Вторник, 1 февраля 2022 г.
- Исторические здания могут быть защищены от роста счетов за электроэнергию с помощью солнечных батарей
Пятница, 28 января 2022 г.
- Проливая свет на полимерные солнечные элементы: освещая, как добавки к растворителям повышают эффективность
Вторник, 25 января 2022 г.
- Ученые наблюдают рекордно высокую гидридно-ионную проводимость с использованием модифицированного тригидрида лантана
- Новая технология повышает эффективность и устойчивость крупномасштабных перовскитных солнечных элементов
Пятница, 21 января 2022 г.
- Новый рекорд эффективности для технологии солнечных батарей
Четверг, 20 января 2022 г.
- Квантовые точки повышают эффективность и масштабируемость перовскитных солнечных элементов
Среда, 5 января 2022 г.
- Изменение климата может привести к перебоям в подаче электроэнергии и росту затрат на электроэнергию на западном побережье США
Четверг, 23 декабря 2021 г.
- Подход Templating стабилизирует «идеальный» материал для альтернативных солнечных элементов
Понедельник, 20 декабря 2021 г.
- Солнечная энергия: фосфореновые наноленты из «чудесного материала» оправдали ажиотаж в первой демонстрации
Пятница, 17 декабря 2021 г.
- Перовскитовый солнечный элемент со сверхдолгой стабильностью
Среда, 15 декабря 2021 г.
- Ученые создают стабильные материалы для более эффективных солнечных элементов
Понедельник, 13 декабря 2021 г.
- Проводящие тонкие пленки сульфида олова N-типа : на пути к экологически безопасным солнечным элементам
- Увеличение крошечных дефектов
Четверг, 9 декабря 2021 г.
- Инструмент для ускорения разработки новых солнечных элементов
Четверг, 2 декабря 2021 г.
- Модели качества воздуха могут повысить точность прогнозов ежедневного производства солнечной энергии в будущем
- Солнечные батареи на основе перовскита взлетают до новых высот
Среда, 1 декабря 2021 г.
- Стеклянные шарики в метеоритах помогают ученым понять, как формировалась Солнечная система
30 ноября 2021 г.
- Ученые разработали поглощающую свинец ленту для повышения жизнеспособности восходящей звезды в солнечной энергетике
Понедельник, 29 ноября 2021 г.
- Эффективные органические солнечные элементы, изготовленные из экологически чистых растворителей
Четверг, 25 ноября 2021 г.
- Ускоренная электрификация на основе возобновляемых источников энергии прокладывает путь к будущему после ископаемых
Понедельник, 22 ноября 2021 г.
- Тайна высокоэффективных новых материалов для солнечных элементов раскрыта с потрясающей ясностью
Четверг, 18 ноября 2021 г.
- Ускорение энергетического перехода снижает климатические риски
- Исследование Macrogrid: большое значение соединения восточных и западных энергосистем Америки
Вторник, 16 ноября 2021 г.
- Делаем солнечную энергию еще более устойчивой с помощью технологии, работающей от света
- Солнечная энергия с «железным будущим»
10 ноября 2021 г.
- Крупные города могут быть близки к самоокупаемости благодаря полностью интегрированной солнечной энергии
Исследователи создают солнечные элементы с фазовым гетеропереходом на основе перовскита
Ингрид Фаделли, Tech Xplore
Иллюстрация концепции фазового гетероперехода. ©PIXELWG, Йорг Бандманн.
За последние несколько десятилетий инженеры и материаловеды создали все более передовые и эффективные солнечные технологии. Некоторые из этих технологий основаны на фотовольтаике с так называемой структурой гетероперехода, что предполагает интеграцию двух материалов с различными оптоэлектронными свойствами.
Исследователи из Technische Universität Dresden недавно разработали другой тип солнечных элементов, называемый солнечными элементами с фазовым гетеропереходом (PHJ). Эти клетки, представленные в статье, опубликованной в Nature Energy , были изготовлены с использованием двух полиморфов (то есть структурных форм) одного и того же материала, перовскита CsPbI 3 , вместо двух совершенно разных полупроводников.
«Для реализации PHJ требуется возможность изготовления двух разных фаз одного и того же состава перовскита друг над другом», — сказала TechXplore Яна Вайнзоф, ведущий автор статьи. «Хотя изготовление перовскита 𝛽-фазы CsPbI 3 методом обработки раствором хорошо известно в литературе, нам нужно было разработать метод осаждения перовскита 𝛾-фазы без растворения нижележащего слоя 𝛽-фазы, поэтому мы решили использовать для этой цели термическое испарение».
В одном из своих предыдущих исследований Вайнзоф и ее команда разработали стратегию испарения перовскитов 𝛾-фазы CsPbI 3 путем их нагревания. Эта стратегия оказалась решающей для экспериментальной реализации их новых солнечных элементов PHJ.
«PHJ используют тот факт, что специфическое расположение атомов/молекул в кристаллических материалах (т. е. фаза материала) может привести к появлению различных свойств», — пояснил Вайнзоф. «Это действительно так с 𝛽 и 𝛾-фазой CsPbI 9.0723 3 перовскитов, поскольку 𝛾-фаза приводит к большей запрещенной зоне, чем 𝛽-фаза. Основываясь на их различных свойствах, соединение двух фаз в гетеропереходе может быть использовано для создания благоприятного энергетического ландшафта для фотогенерируемых зарядов в фотоэлектрическом устройстве и, таким образом, улучшения фотоэлектрических характеристик».
Чтобы создать свой солнечный элемент PHJ, Вайнзоф и ее ученики должны были нанести две фазы материала так, чтобы они были одна поверх другой, что было достигнуто с помощью ряда дополнительных методов осаждения.
«Мы решили наносить нижнюю 𝛽-фазу методом обработки в растворе, а верхнюю 𝛾-фазу — термическим испарением, что обеспечило формирование четкой границы раздела между двумя слоями и совместимо с обработкой при относительно низких температурах», — сказал Вайнзоф. «Наша первая демонстрация фазового гетероперехода как новой концепции фотогальваники».
Недавняя работа этой группы исследователей может открыть интересные возможности для создания новых фотоэлектрических технологий PHJ, которые значительно отличаются от доступных сегодня. Поскольку многие полупроводниковые материалы проявляют полиморфизм (то есть способность существовать в разных кристаллических фазах), тот же метод, который использовался для создания этого солнечного элемента PHJ, может быть применен к другим перовскитам и другим полупроводниковым материалам с другими свойствами.
В своих следующих исследованиях Вайнзоф и ее команда продолжат работу над инновационными решениями в области солнечной энергетики. Например, теперь они планируют разработать стратегии, которые позволили бы им контролировать фазы перовскитных материалов, поскольку это могло бы еще больше улучшить их конструкцию солнечных элементов PHJ.
«Эти стратегии позволят нам исследовать различные конфигурации фазовых гетеропереходов для различных составов перовскитов и интегрировать их в различные архитектуры фотоэлектрических устройств», — добавил Вайнзоф. «Важно, что мы стремимся использовать только термическое испарение в качестве метода осаждения, чтобы обеспечить возможность изготовления многослойных структур без ограничений, возникающих при использовании растворителей при обработке растворов. метод, это облегчит будущую интеграцию фазового гетероперехода в промышленные приложения».
Дополнительная информация:
Ран Джи и др. , Солнечные элементы с гетеропереходом на перовскитовой фазе, Nature Energy (2022). DOI: 10.1038/s41560-022-01154-y
Zongbao Zhang et al, Эффективные термически испаряемые γ-CsPbI 3 перовскитные солнечные элементы, Advanced Energy Materials (2021). DOI: 10.1002/aenm.202100299
Информация журнала:
Передовые энергетические материалы
,
Энергия природы
© 2022 Наука Х Сеть
Цитата :
Исследователи реализуют солнечные элементы с фазовым гетеропереходом на основе перовскита (2022, 29 ноября).)
получено 30 ноября 2022 г.
с https://techxplore.