Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Власти Китая планируют запретить поставки в США оборудования для производства солнечных панелей
15.04.2026 [14:21],
Алексей Разин
До сих пор считалось, что основным рычагом внешнеполитического давления КНР на США является доступ к редкоземельным минералам, которые востребованы во многих отраслях американской промышленности. Тем не менее, этим возможности воздействия властей КНР на американских оппонентов не ограничиваются — вынашивается идея о запрете поставок в США оборудования для производства солнечных панелей. 
Источник изображения: Unsplash, Markus Spiske Агентство Reuters со ссылкой сразу на пять собственных источников сообщило, что китайские чиновники провели консультации с поставщиками оборудования, необходимого для производства солнечных панелей, на тему возможных экспортных ограничений на американском направлении поставок. Уточняется, что китайские компании примерно на 80 % контролируют рынок компонентов для солнечных панелей: в этой стране сосредоточены 10 крупнейших производителей профильного оборудования. По сути, власти Китая при желании могут сильно ограничить поставки такого оборудования в США, даже если американские компании пожелают наладить самостоятельный выпуск панелей для нужд национальной промышленности и инфраструктуры ИИ. В особенности это будет болезненным ударом по амбициям той же SpaceX в части развёртывания центров обработки данных в космосе, поскольку солнечные панели являются единственным разумным источником энергоснабжения для подобной инфраструктуры. Китайским производителям, в свою очередь, хотелось бы сохранить экспортные рынки сбыта, поскольку внутренний рынок Китая перенасыщен. Американские гиганты типа Google и Amazon (AWS) также стремятся развивать наземную вычислительную инфраструктуру, для которой тоже нужны большие объёмы солнечных панелей. Если американские заказчики простимулируют локализацию производства солнечных панелей в США, это будет невыгодно китайским поставщикам панелей, но производители профильного оборудования смогут заработать. Если власти КНР введут ограничения на экспорт собственно оборудования, они тем самым попытаются не только сохранить зависимость США от готовых китайских панелей, но и в какой-то мере навредить бизнесу поставщиков оборудования для их производства. Ранее уже сообщалось, что Илон Маск (Elon Musk) пытается раздобыть в Китае не только оборудование для организации массового производства солнечных панелей в США, но и профильных специалистов. Tesla давно продвигает идею генерации электроэнергии из солнечного света и к 2028 году рассчитывает разместить в США около 100 ГВт генерирующих мощностей. Для китайских поставщиков готовых панелей угроза конкуренции со стороны Tesla достаточно неприятна. В следующем месяце Си Цзиньпин (Xi Jinping) и Дональд Трамп (Donald Trump) должны встретится в Пекине, и козырь с поставками оборудования для выпуска солнечных панелей может быть разыгран китайской стороной в ходе переговоров с США. Утверждается, что профилактические беседы с руководством крупных производителей оборудования для выпуска солнечных панелей в Китае местные чиновники начали проводить после попыток Tesla договориться с ними о крупных закупках. Какие ещё страны могут быть затронуты предполагаемыми экспортными ограничениями с китайской стороны, не уточняется. Власти КНР уже пытались ввести экспортные ограничения в этой сфере в прошлом году, но отложили их внедрение до ноября текущего года. Китайские компании сейчас располагают технологиями производства наиболее эффективных солнечных панелей, которые способны лучше превращать в электроэнергию солнечный свет. Японцы придумали солнечную панель с запредельным КПД — с квантовой эффективностью 130 %
14.04.2026 [20:05],
Геннадий Детинич
Даже в научно-фантастических произведениях КПД источников энергии не может быть больше 100 % — это физика нашей Вселенной. Потери есть всегда. Задача учёных снизить объём потерь, что тем сложнее, чем ближе к его теоретическому пределу. Для классического солнечного элемента на p-n-переходе предел — это 33 % КПД. Но физика солнечного света сложнее. И учёные из Японии нашли возможность далеко выйти за пределы этой теории. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews Идею проработали исследователи из Университета Кюсю (Kyushu University) в сотрудничестве с Университетом Йоханнеса Гутенберга (Johannes Gutenberg University) из Германии. В классическом фотоэлементе один поглощённый фотон создаёт в полупроводнике один экситон (электрон и дырку). Фотон — это один квант света (минимально возможная единица энергии электромагнитного излучения данной длины волны). Он не может создать больше одного электрона. Эта энергия поглощается электроном и переводит его в возбуждённое состояние, отправляя путешествовать по материалу в виде электрического тока. При этом электроны реагируют только на свет (фотоны) определённой длины волны. Они не поглощают кванты энергии в нижнем и верхнем диапазоне излучения. Таких материалов просто нет в природе или учёные не научились их создавать. В то же время такие «запредельные» фотоны попадают на солнечную панель, но не создают в ней поток электронов, а только рассеиваются в виде тепла. Это тот резерв, который смогли привлечь к выработке электричества учёные. Конкретно — они смогли с пользой использовать высокоэнергетические фотоны из синей части спектра. Механизм работы технологии основан на двух ключевых процессах. Высокоэнергетические (синие) фотоны в материале подвергаются синглетному расщеплению: один экситон делится на два с более низкой энергией и уже каждый из этих двух экситонов захватывается встроенным в фотоэлемент «молибденовым комплексом» в комбинации с определённым материалом. Тем самым вместо одного электрона «синий» фотон фактически возбуждает в материале два электрона для генерации тока. Попутно комбинация материалов подавляет так называемый Фёрстеровский перенос энергии, который в обычных условиях блокировал бы возбуждение определённого количества электронов и понижал бы КПД. Эксперименты показали впечатляющие результаты, а именно квантовый выход около 130 % (1,3 экситона на фотон). По оценкам исследователей, такая технология способна поднять теоретическую эффективность однопереходных солнечных элементов до 35–45 %, что существенно превышает предел Шокли–Квейссера (33 %) для традиционных кремниевых панелей и реальные показатели коммерческих модулей (20–25 %). Достижение носит пока характер доказательства концепции и реализован в растворе молекул, однако он закладывает основу для прорыва в производстве солнечной энергии. В Испании разработали «двумерные» солнечные панели — идеальные для фасадов зданий
20.03.2026 [14:50],
Геннадий Детинич
Испанские исследователи из группы SyNC Института солнечной энергии Политехнического университета Мадрида (UPM) разработали прототипы ультратонких солнечных элементов на основе двумерных материалов. В серии экспериментов были проработаны технологии и материалы для коммерчески выгодного производства таких панелей. Моделирование показало, что покрытие такими панелями типичного небоскрёба в Мадриде на 30 % покроет потребности здания в электроэнергии. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews Используя технологию «hot-pick-up» (сухого переноса и комбинации материалов для создания ван-дер-ваальсовых гетероструктур), учёные смогли создавать высокоэффективные двумерные структуры, которые по толщине практически лишены третьего измерения, но при этом сохраняют способность эффективно поглощать солнечный свет. Сборки для экспериментов учёные получали путём подбора, сборки и осаждения фрагментов 2D-материалов в прозрачные «пузыри», что позволяло формировать тонко настраиваемые конфигурации для достижения оптимального захвата энергии фотонов. Основные преимущества новых солнечных элементов — это их экстремальная тонкость, полупрозрачность, малый вес, высокая гибкость и потенциально низкая себестоимость производства. Благодаря этим свойствам элементы можно наносить практически на любую поверхность, включая фасады зданий, не нарушая поступления естественного света внутрь помещений. Моделирование, проведённое исследователями, показало, что покрытие фасада типичного мадридского небоскрёба такими полупрозрачными элементами способно обеспечить до 30 % энергетических потребностей здания. Предложенные солнечные панели ориентированы в первую очередь на интеграцию в здания. Полупрозрачные солнечные панели позволяют генерировать электроэнергию, сохраняя эстетику архитектуры и комфорт естественного освещения в интерьерах. Лёгкость и гибкость делают их особенно перспективными для применения на высотных зданиях, где установка традиционных тяжёлых панелей затруднена. Исследователи подчёркивают, что масштабирование производства возможно за счёт методов напыления и осаждения из растворов на большие площади, что существенно снизит затраты и откроет путь к коммерциализации технологии. По мнению команды UPM, такие ультратонкие солнечные элементы относятся к числу наиболее перспективных решений для встроенной солнечной энергетики в городской среде, способствуя переходу к энергоэффективным и эстетически привлекательным зданиям будущего. Испанцы создали «всепогодную» солнечную панель — она работает от света и от капель дождя
05.03.2026 [00:00],
Геннадий Детинич
Испанские учёные из Института материаловедения и технологий (ICMS) в Севилье разработали необычную гибридную солнечную ячейку на основе перовскита, способную одновременно преобразовывать в электричество как солнечное излучение, так и энергию падающих капель дождя. Технология сочетает классический фотоэлектрический эффект для солнечного света с трибоэлектрическим эффектом для дождевых капель. По сути, это всепогодное решение. 
Источник изображения: pv-magazine Основная идея лежит на поверхности и заключается в создании многофункционального устройства, которое наиболее эффективно работает в непостоянных погодных условиях, особенно в регионах с частыми осадками. В конструкции ячейки используется перовскитный слой для генерации энергии от солнца, а сверху наносится тонкий фторированный полимерный слой CFₓ, обладающий сразу несколькими важными свойствами: высокой прозрачностью (более 90 %), гидрофобностью и способностью к трибоэлектрической генерации. Этот защитный слой, осаждаемый при комнатной температуре в вакууме с помощью плазменного напыления, предохраняет чувствительный перовскит от влаги, одновременно позволяя собирать энергию при ударе капель. Когда капля дождя ударяется о поверхность и отделяется, возникает контакт и разделение зарядов между материалами, что генерирует электрический импульс. Экспериментальные образцы продемонстрировали фотоэлектрический КПД на уровне 17,9 %. Трибоэлектрическая часть устройства показала впечатляющие характеристики: напряжение холостого хода до 110 В на одну каплю и максимальную плотность мощности около 4 мВт/м². В гибридном режиме при освещённости, составляющей половину яркости солнца (500 Вт/м²), достигалась плотность тока короткого замыкания 11,6 мА/м², а пиковое напряжение от капель составляло до 12 В. Исследователи также создали демонстратор, в котором гибридная ячейка заряжала суперконденсатор и питала светодиодную ленту через преобразователь. Разработка, выполненная в рамках проектов 3DScavengers и Drop Ener при поддержке Европейского исследовательского совета и фонда Next Generation, открывает перспективы для создания более универсальных солнечных панелей. Хотя основной вклад в генерацию по-прежнему даёт солнечный свет, дополнительная энергия от дождя ускоряет зарядку накопителей в пасмурную погоду. Тем не менее масштабирование технологии за пределы лабораторных прототипов остаётся сложной задачей и требует дальнейших исследований. Sharp выйдет на рынок перовскитных солнечных панелей в 2027 году, чтобы изгнать из Японии китайский «солнечный кремний»
15.11.2025 [15:26],
Геннадий Детинич
Ветеран рынка солнечной энергетики — японская компания Sharp — объявила о планах начать производство солнечных панелей на основе перовскита в 2027 году. Производство будет организовано на технологиях, которые Sharp использует для выпуска OLED. Это сделает выпуск солнечных ячеек дешевле и поможет вытеснить из Японии массовые китайские солнечные панели из кремния. 
Источник изображения: Sharp В производстве традиционных солнечных панелей на основе кремния лидируют китайские производители. Поэтому в Японии всё чаще звучат призывы к более широкому использованию перовскитных солнечных элементов местного производства, что диктуется соображениями экономической безопасности. Правительство Японии, в свою очередь, усиливает поддержку отечественного производства субсидиями производителям и другими мерами. В стране уже есть зрелые технологии получения перовскита из йода, источники которого в Японии достаточно обильные. Уточним, Sharp будет выпускать тандемные солнечные элементы, состоящие из двух светочувствительных слоёв — из кремния и перовскита. Такой подход позволяет преобразовывать в электричество более широкий спектр падающего света, повышая суммарный КПД ячейки. И хотя составная ячейка не получит той гибкости, которая свойственна перовскитным панелям, её вес не превысит вес стандартных кремниевых солнечных панелей, что позволит сохранить всю прежнюю фурнитуру с одновременным увеличением эффективности. Что особенно важно, для формирования кристаллической структуры перовскита на плёнке-подложке Sharp будет использовать процесс вакуумного напыления, который также используется при производстве OLED-дисплеев. Этот метод необычен, поскольку большинство предлагаемых способов формирования перовскита предполагают нанесение жидких материалов. В процессе парового осаждения материалы нагреваются и испаряются в вакуумной камере, после чего полученный пар осаждается на плёнку, образуя тонкий слой. Поскольку для осаждения материалов из газовой фазы не требуются растворители, это снижает затраты на материалы по сравнению с методами нанесения покрытий растворами. Эта технология обещает на 10% сократить расходы на производство перовскитных ячеек, что сделает их коммерчески привлекательными. Экспериментальное производство ячеек компания Sharp запустит в 2026 году, чтобы в начале 2027 года можно было начать серийное коммерческое производство передовых солнечных панелей. В экспериментальных панелях Sharp эффективность преобразования составила не менее 10 % для кремниевого слоя (инфракрасный диапазон) и не менее 20 % для слоя перовскита (видимый свет). Комбинируя их, Sharp стремится достичь эффективности близкой к 30 %, что примерно на 50 % выше, чем у обычных кремниевых элементов. Струйно-перовскитные технологии Ricoh снимут Японию с иглы зависимости от китайских солнечных панелей
08.10.2025 [17:55],
Геннадий Детинич
Власти Японии видят естественный способ снизить зависимость от китайского производства кремниевых солнечных панелей — наладить собственный выпуск панелей нового поколения, в частности, из перовскита. Этот материал имеет множество достоинств, но главным преимуществом для Японии обещает стать возможность повсеместной установки лёгких, тонких и гибких перовскитных плёнок. Им не важна форма поверхности — ими можно буквально «обклеить всё». 
Источник изображения: Kohei Yamada / asia.nikkei.com Перовскитные панели можно изготавливать струйным методом, то есть печатать их на рулоне в непрерывном производственном цикле. Это один из самых дешёвых и эффективных способов выпуска таких изделий. С помощью струйной печати сегодня уже производят цветные фильтры для дисплеев и даже массивы органических светодиодов, поэтому переход к печати солнечных элементов выглядит логичным — по своей структуре они проще. Компания Ricoh намерена стать новым игроком на рынке струйных технологий для производства перовскитных панелей. Обладая огромным опытом в создании принтеров, компания ищет применение своим компетенциям в новых областях. По данным японских источников, Ricoh разрабатывает технологию печати тонких и гибких перовскитных солнечных элементов, основанную на точном распылении мельчайших капель через микросопла — без контакта с поверхностью. Цель проекта — к 2030 финансовому году производить до 300 МВт панелей ежегодно, чего достаточно для обеспечения электроэнергией около 90 000 японских домохозяйств. Такая технология особенно актуальна для Японии, где дефицит свободных земель ограничивает строительство солнечных станций. Гибкие панели можно интегрировать прямо в здания или устанавливать на неровные поверхности, включая фасады и крыши сложной формы. В отличие от жёстких кремниевых панелей, перовскитные элементы подходят даже для нестандартных архитектурных решений, что открывает путь к их активному применению в строительстве. Струйная печать также снижает количество отходов — материал наносится только на нужные участки, без использования лазеров или вакуумных камер. По сравнению с методом Sekisui Chemical, где жидкость распределяется по подложке, а затем вырезается лазером, технология Ricoh проще и дешевле, а также требует меньше оборудования. «Мы стремимся значительно снизить затраты по сравнению с традиционными методами», — отмечают в компании. Для реализации проекта Ricoh объединилась с NTT Anode Energy, которая займётся оптимизацией электрических систем и дизайна панелей, и со строительной компанией Daiwa House Industry — она проведёт испытания на фасадах зданий. Партнёры планируют перейти к массовому производству к 2030 году. В перспективе Ricoh намерена достичь себестоимости генерации электроэнергии с использованием напечатанных перовскитных панелей на уровне $0,09 за кВт·ч — именно этот показатель установлен правительством Японии как целевой для солнечных технологий нового поколения. В Европе начнут выпускать крыши c «беспроводной поддержкой» для электромобилей
22.08.2025 [18:32],
Геннадий Детинич
Бельгийская компания AGC Automotive Europe, подразделение японской Asahi Glass Company, объявила, что её панорамная солнечная крыша для легковых автомобилей готова к массовому производству. Конструкция «стекло в стекле» оснащена высокоэффективными солнечными элементами с обратным контактом и имеет однотонную чёрную поверхность — всё, как любят владельцы автомобилей премиального класса. 
Источник изображения: AGC Automotive Europe Разработка будет вскоре показана на автомобильной выставке IAA Mobility 2025, которая пройдёт в следующем месяце в Мюнхене. До этого момента ключевые характеристики солнечной крыши держатся в секрете. На сегодняшний день известно, что крыша оснащена встроенной солнечной панелью с контактами на тыльной стороне, что повышает её эффективность и гарантирует стабильность работы при любой температуре окружающего воздуха. Внутренний слой под контактами покрыт низкоэмиссионным слоем, который предотвращает нагрев воздуха в салоне в процессе работы крыши. Это особенно актуально, поскольку промежуточный слой имеет тёмную окраску, соответствующую обычно затонированным задним и боковым окнам автомобилей премиум-класса. Заявленный КПД встроенной панели составляет не менее 25 %, что соответствует лучшим образцам современных фотоэлектрических решений. Технология с задним расположением контактов также «способствует повышению производительности даже в жарком климате». По словам производителя, крыша с солнечной батареей обеспечивает «беспроводную поддержку», увеличивая запас хода электромобилей между зарядками, а также может питать системы безопасности и комфорта. «Помимо увеличения запаса хода, вырабатываемая электроэнергия может использоваться для различных функций автомобиля, таких как вентиляция салона для повышения комфорта или питание камер наблюдения и систем связи для повышения безопасности», — говорится в сообщении. Установка солнечной крыши AGC Automotive не уменьшает свободное пространство, напротив, она обеспечивает на 30 мм больше места по сравнению с люками, для которых требуется система рулонных штор, и при этом легче по весу. Кроме того, по данным компании, низкоэмиссионное покрытие на внутреннем стекле модуля оптимизирует тепловой комфорт в автомобиле как летом, так и зимой, снижая энергопотребление и выбросы CO₂, связанные с кондиционированием воздуха и отоплением. Производство солнечных крыш — от выпуска сырья до финальной сборки перед поставками заказчикам — будет осуществляться в Европе на мощностях AGC Automotive Europe. В Китае создали самую эффективную солнечную ячейку из перовскита и кремния — её КПД на грани теоретического предела
12.07.2025 [10:09],
Геннадий Детинич
Китайская компания Longi, известная своим развитым производством коммерческих солнечных панелей, сообщила о достижении самой высокой эффективности тандемной солнечной ячейки, созданной на основе кремния и перовскита. КПД новой разработки составил 34,85 %, что превзошло предыдущий рекорд в 34,6 %, установленный той же компанией в сентябре 2024 года. Новое достижение вплотную приблизилось к теоретическому пределу ячеек такого типа, который составляет 35 %. 
Источник изображения: Longi Чем ближе эффективность солнечной ячейки к теоретическому пределу, тем труднее добиться дальнейшего прогресса. Большинство научных источников считает, что для однопереходной тандемной ячейки из кремния и перовскита, где каждый из материалов обладает чувствительностью к своему собственному спектру и почти не перекрывается с другим, теоретический предел КПД равен 35 %. Китайская Longi продемонстрировала ячейку с КПД практически на уровне 34,9 %. Именно такое значение указано в своеобразной «Книге рекордов», которую ведёт американская лаборатория NREL. Для достижения нового рекорда исследователи провели столь глубокую настройку материалов, о которой ещё недавно и не задумывались. Они создали асимметричную молекулу переходного слоя с дырочной проводимостью, которая своей утолщённой стороной заполняет неровности на поверхности кремниевого слоя, далёкого от идеала. При этом верхний край молекулы идеально выравнивается при контакте с перовскитом. Это улучшает проводимость дырок и защищает их от рекомбинации с электронами, что позволяет избежать паразитного излучения. 
Источник изображения: NREL Новый материал для переходного слоя получил название HTL201 (hole transport layer). Дополнительно он предотвращает образование оксидных плёнок на поверхности перовскита и кремния. При тестировании в стандартных условиях освещённости тандемный солнечный элемент Longi площадью 1 см² показал эффективность 34,85 %, напряжение холостого хода — 2,001 В, плотность тока короткого замыкания — 20,64 мА/см², а коэффициент заполнения составил 83,79 %. В Longi считают это выдающимся результатом и надеются со временем реализовать данную технологию в коммерческих солнечных панелях. Солнечную плёнку научились печатать в рулонах как обои
07.03.2025 [03:03],
Геннадий Детинич
Британская компания Power Roll совместно с учёными Университета Шеффилда сообщила о прогрессе в рулонном производстве солнечной плёнки из перовскита. Улучшенный процесс обещает снижение стоимости тонкоплёночных солнечных панелей и более высокий КПД выработки электричества. Такие панели в виде плёнки можно будет наклеить куда угодно, превратив любую свободную поверхность в генератор энергии. 
Источник изображений: Power Roll Компания Power Roll работает над технологией рулонного производства солнечных плёнок из перовскита с 2012 года. Задача компании — создать техпроцесс максимально недорогого и быстрого выпуска больших объёмов солнечных панелей. Рулонный способ проката подходит для этого идеально. В Power Roll уверены, что в скором будущем они смогут производить объём тонкоплёночной продукции достаточный для выработки 1 ГВт солнечной энергии. Сотрудничество с учёными Университета Шеффилда помогло ещё немного приблизить эту мечту. Совместная работа привела к пересмотру конструкции ячеек. Все токопроводящие контакты были перенесены на обратную сторону плёнки, чтобы они не заслоняли свет перовскитным ячейкам. Это традиционный подход при производстве солнечных панелей — с контактами на обратной стороне. Используя этот опыт, Power Roll повысила КПД панелей на 12,8 %, а также избавилась от индия в составе токпроводящих контактов, что сделает производство дешевле. Интересен способ изготовления тонких панелей Power Roll. В процессе обработки на них происходит своего рода тиснение, которое делает в материале множество параллельных микроканавок. На одном квадратном метре находится 500 000 микроканальных структур, покрытых проводящими материалами и фотоактивными чернилами из перовскита. Слои защитной плёнки позволяют печатным рулонам оставаться стабильными и повышают их долговечность.  Можно предположить, что микроканальная структура позволяет лучше собирать непрямой свет, а также делает материал устойчивым к деформациям. Разработка выглядит интересной, но пока команда не готова говорить о переходе к массовому производству. Образцы всё ещё тестируются с применением рентгеновских сканеров, что даёт возможность отладить техпроцесс равномерного нанесения слоёв и избежать дефектов в случае массового производства. Немецкие учёные создали лучшие в мире солнечные ячейки из перовскита и плёнок CIGS
06.02.2025 [22:36],
Геннадий Детинич
Учёные из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB) и исследователи из Берлинского университета имени Гумбольдта (Humboldt University Berlin) сообщили о регистрации рекордного КПД новых тандемных солнечных ячеек, использующих перовскит и соединение CIGS. Оба материала позволяют создавать тонкоплёночные ячейки, поэтому даже в паре они остаются гибкими. 
Источник изображения: HZB В изготовлении новых тандемных солнечных ячеек участвовали исследователи обоих учреждений. Учёные из HZB создали контактные слои, включая базовый слой под элементом, а также нижний чувствительный слой из меди, индия, галлия и селена, который обозначается аббревиатурой CIGS. Исследователи из HZB также изготовили верхний слой — перовскитный. Контактный слой, соединяющий перовскит и CIGS, был разработан и произведён в совместной лаборатории. Именно он обеспечил прорыв — наивысшую эффективность среди аналогичных решений. При испытаниях новый тандемный элемент продемонстрировал КПД на уровне 24,6 %. Рекорд подтвердил уполномоченный Институт солнечных энергетических систем Фраунгофера во Фрайбурге (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE in Freiburg). Исследователи заявили, что созданные ими тандемные перовскит-CIGS ячейки обладают потенциалом эффективности до 30 % и выше, который они попытаются раскрыть в дальнейшей работе. В Южной Корее скрестили солнечные панели и суперконденсаторы — они подходят для мощных потребителей
31.12.2024 [23:12],
Геннадий Детинич
Учёные из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST) в Южной Корее представили гибрид солнечной панели и суперконденсатора, что даёт ряд преимуществ по сравнению с традиционными солнечными панелями. Прежде всего, гибридные панели способны отдавать большую мощность потребителю, чем не могут похвастаться обычные панели. Также встроенные в панели суперконденсаторы способны накапливать энергию на месте, улучшая эффективность солнечной системы. 
Источник изображения: DGIST Исследовательская группа значительно улучшила производительность существующих аналогов суперконденсаторов за счёт использования электродных материалов на основе переходных металлов (таких, как марганец, кобальт, медь, железо, цинк и другие) и предложила новую технологию накопления энергии, которая сочетает суперконденсаторы с солнечными элементами. Предложенная технология значительно улучшила производительность устройств хранения энергии, продемонстрировав значительные достижения в области плотности энергии, мощности и стабильности заряда и разряда. Достигнутая в исследовании плотность энергии составляет 35,5 Вт·ч/кг, что значительно выше, чем накопление энергии на единицу веса в предыдущих исследованиях (5–20 Вт·ч/кг). Плотность мощности достигает внушительных 2555,6 Вт/кг, что значительно превышает значения, полученные в предыдущих исследованиях (до 1000 Вт/кг). Разработка демонстрирует способность быстро высвобождать большую мощность, обеспечивая немедленную подачу энергии даже для мощных устройств. Кроме того, отмечены незначительные потери в ёмкости при повторных циклах зарядки и разрядки, что подтверждает пригодность устройства к длительному использованию. Наконец, эффективность встроенной системы накопления достигла 63 % и общего КПД на уровне 5,17 % при освещении 10 мВт/см2 (это примерно в 10 раз слабее, чем в среднем от солнца в безоблачный день). В этих параметрах исследователи видят большой потенциал для будущих коммерческих разработок, но они, безусловно, нуждаются в дальнейшем улучшении, прежде чем попадут на рынок. Стены зданий будут генерировать электричество — в Европе разработали солнечный кирпич с перовскитом
07.11.2024 [12:30],
Геннадий Детинич
Группа европейских учёных во главе с исследователями из Международного университета Каталонии (UIC) впервые интегрировала перовскитные солнечные элементы в строительные материалы для облицовки зданий и возведения стен. «Солнечный кирпич» разработан для простых приёмов при монтаже без необходимости кладки на цемент. С его помощью можно будет создавать собирающие солнечную энергию фасады и крыши, напрямую вовлекая архитектурные решения в генерацию. 
Источник изображений: Universitat Internacional de Catalunya Исследователи проработали вопрос интеграции перовскитных элементов со сторонами 99 × 99 мм в кирпичи из так называемой текстильной керамики. Это панели с рельефом, напоминающим грубую ткань. В ЕС в 2011 году была запатентована уникальная конструкция кирпича и технология его сухой кладки с фиксацией на стальной арматуре. Технология позволяет рабочим без особой квалификации быстро облицовывать фасады и стены, включая покрытие поверх теплоизоляции. Исследователи представили экспериментальный солнечный кирпич со сторонами 300 × 117 мм. Солнечный элемент устанавливается на него всухую в процессе крепления на L-образные стальные контакты, утопленные в керамику. От контактов идут стальные дорожки вверх и вниз для соединения с выше и ниже лежащими элементами (кирпичами). Соединение производится электросваркой. Позже выяснилось, что канавки в кирпичах оказались самым слабым местом конструкции — они увеличивали риск растрескивания кирпичей, и этот момент потребует доработки для вывода разработки на рынок.  Электросварка также оказалась неидеальным решением. При тестировании стены из солнечных кирпичей на вибрацию на частоте 10 Гц одно из мест сварного соединения разрушилось. Очевидно, надёжность соединений также необходимо изучить более тщательно. В целом, было установлено, что солнечный кирпич хорошо зарекомендовал себя «в общих чертах» с точки зрения возможностей выхода на рынок, при этом основная проблема заключалась в разрушении керамических изделий. «В будущих исследованиях необходимо пересмотреть дизайн солнечного кирпича», — заключили учёные. Созданы сверхтонкие солнечные панели для дирижаблей — их масса меньше 700 г на квадратный метр
02.11.2024 [15:13],
Геннадий Детинич
Компания Softbank сообщила о завершении разработки рекордно лёгких сверхтонких гетеропереходных солнечных панелей из кремния. Панели разрабатываются для питания летающих стратосферных платформ, способных заменить вышки сотовой связи в труднодоступных уголках планеты. Лёгкая панель весом 665 г/м2 с КПД 22,2 % стала промежуточным этапом для достижения целевого показателя 500 г/м2. 
Источник изображения: Softbank Стратосферные платформы связи, или HAPS (high altitude pseudo satellite) представлены в основном дирижаблями. Гибкие солнечные элементы будут крепиться на покатые спины и бока этих воздушных громадин. Элементы должны быть лёгкими и достаточно эффективными, но недорогими. Именно поэтому компания Softbank остановилась на кремнии. В космонавтике уже нашли применение лёгкие многослойные солнечные элементы с использованием более эффективных, чем кристаллический кремний, материалов, но они на три порядка дороже, что делает применение космических технологий на Земле нецелесообразным. Созданный по заказу Softbank китайской компанией LONGi и японской Fujipream Corporation гибкий гетеропереходный солнечный элемент состоит из защитного листа, фотоэлементов, герметика и заднего защитного листа толщиной, соответственно, 25 мкм, 80 мкм, 150 мкм и 50 мкм. Для соединения фотоэлементов друг с другом использован медный проводник толщиной 250 мкм с пайкой низкотемпературным припоем. Созданная таким образом солнечная панель размерами 563 × 584 мм весит всего 218,5 г. Панель площадью 1 м2 будет весить 665 г. Измеренный КПД панели составил 22,2 %. Компании LONGi и Fujipream изучают варианты по дальнейшему снижению веса солнечных элементов для стратосферных летающих платформ. На очереди барьер 500 г/м2. В случае массового производства подобных панелей они пригодятся для множества применений на Земле — в строительстве, автомобилестроении и в других сферах, где свободные, но неровные поверхности смогут собирать энергию солнечного света. Первые космические испытания перовскитных тандемных солнечных элементов показали их устойчивость к радиации
26.10.2024 [16:34],
Геннадий Детинич
Европейский орбитальный эксперимент OOV-Cube на высоте 933 км показал высокую устойчивость тонкоплёночных тандемных перовскитных солнечных элементов к радиации. В этом плане они оказались не хуже традиционных кремниевых элементов и при этом сулят повышение эффективности космических солнечных установок с 22–25 % до 35 % и даже до 45 %. Более того, тандемные перовскитные элементы доказали возможность самовосстановления, что само по себе дорогого стоит. 
Источник изображений: ESA Миссия OOV-Cube (On-Orbit Verification Cube, проверочный орбитальный куб) проводится с участием Европейского космического агентства, которое обеспечило запуск небольшого спутника на орбиту в июле 2024 года. Производством спутника занималась компания Rapid Cubes GmbH. На себе он несёт несколько экспериментальных фотоэлектрических панелей двух типов, и все они с перовскитными плёнками: одни элементы состоят из слоёв перовскита и кремния, а другие — из перовскита и CIGS (селенида меди индия галлия). Сами элементы созданы группой учёных из Потсдамского университета, исследовательского центра Helmholtz-Zentrum Berlin и Технического университета Берлина.  Тандемные солнечные элементы позволяют собрать больше света в расширенном диапазоне чувствительности. В обоих случаях перовскит поглощает фотоны сине-зелёного спектра, а кремний и CIGS — красного и инфракрасного, чем достигается более высокий уровень КПД тандемных ячеек. Хотя вопросы относительно долговечности перовскита остаются, испытания на орбите показали, что перовскитно-кремниевые тандемные панели деградируют так же, как традиционные кремниевые модули, что снимает некоторые из опасений относительно того, что они могут портиться быстрее. Высота орбиты OOV-Cube выбрана такой, что спутник летает в ближайшем к Земле поясе Ван Аллена, где наиболее высока радиация. Это сделано специально, чтобы испытать способность перовскитных элементов восстанавливать повреждения самостоятельно. Первые результаты обнадёживают. Создан первый в мире прототип простого солнечного элемента с потенциальным КПД до 60 %
22.10.2024 [18:25],
Геннадий Детинич
Команда учёных под руководством исследователей из Мадридского университета Комплутенсе (Universidad Complutense de Madrid) создала первый в мире солнечный элемент с использованием фосфида галлия и титана. Это соединение способно почти вдвое превзойти по эффективности кремний, обещая для одиночного p-n-перехода предельный КПД вблизи 60 %. 
Источник изображения: Universidad Complutense de Madrid «Наша группа занимается исследованиями этих элементов уже более 15 лет, — рассказал изданию PV Magazine ведущий автор исследования Хавьер Олеа Ариза (Javier Olea Ariza). — Мы опубликовали первую статью в серии [работ] в 2009 году, а в нашей последней статье мы перешли к созданию первых реальных устройств. Устройства пока работают плохо, и их текущая эффективность очень низкая. Хотя требуется дополнительная работа, теоретический потенциал этих элементов может достигать эффективности около 60 %». Самый популярный материал для производства солнечных элементов — это кремний. Ширина запрещённой зоны кремния составляет 1,1 эВ (электронвольт). Согласно пределу Шокли—Квиссера это даёт максимально допустимый теоретический предел КПД для одиночного p-n-перехода из кремния около 32 %. Выше этой величины простым способом большей эффективности для солнечной панели не получить. Необходимо накладывать друг на друга несколько переходов для поглощения разных диапазонов света либо, например, фокусировать свет — повышать его интенсивность тем или иным способом. Если учёные смогут развить одиночные переходы на основе GaP:Ti, то с его запрещённой зоной шириной 2,26 эВ эффективность преобразования одиночного перехода обещает подняться до 60 %. Но пока проделана только малая часть работы, чтобы двигаться в сторону этого невероятного результата. Учёные лишь зафиксировали, что ранний прототип GaP:Ti-элемента площадью 1 см2 способен эффективно поглощать фотоны для фотоэлектрических преобразований как ниже 550 нм, так и в узкой полосе выше этой отметки. По всей видимости, за последнее в ответе титан. Исследователи начнут работать над созданием прототипа нового элемента с более высоким КПД, с которым уже можно будет задумываться о чём-то большем, чем кремний. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
