Учёные из Китая разработали инновационную технологию, позволяющую солнечной панели использовать капли дождя для генерации электроэнергии. Новая конструкция солнечной панели, которая "работает" как в ясную погоду, так и пасмурную, описана в статье, опубликованной в научном издании Angewandte Chemie.
Всепогодные солнечные элементы являются перспективным решением энергетического кризиса, пишут учёные в своей работе. Новый солнечный элемент может быть "стимулирован" с помощью падающего света в солнечные дни и капель дождя в пасмурные дни, сообщают специалисты Поднебесной.
Если светит солнце, то своё дело делают ячейки Гретцеля. Эти сенсибилизированные красителем солнечные элементы являются тонкоплёночными фотоэлектрохимическими ячейками, которые используют органический краситель, чтобы поглощать солнечный свет и производить электроны, создавая тем самым ток в цепи.
Что же касается пасмурных и дождливых дней, то тут в дело вступает вторая система. Тонкий слой высокопроводящего графена, нанесённого на поверхность "солнечной батареи", может эффективно осваивать энергию дождя. Соль, содержащаяся в дожде, распадается на ионы (аммоний, кальций и натрий), что делает графен и природную воду фабрикой для создания энергии.
Вода фактически прилипает к графену, формируя двойной слой с электронами графена. Энергетическая разница между этими слоями настолько сильная, что мы можем вырабатывать электричество, отмечают исследователи в научной статье.
Учёный Василис Фтенакис (Vasilis Fthenakis) из Колумбийского университета, не принимавший участие в исследовании, отмечает, что если дополнительные расходы на использование этой технологии и оптические потери солнечных элементов не превысят выгоду от "дождевой" энергии, то она может использоваться. Например, там, где обычно не принято ставить солнечные панели.
Отметим, что оптические потери включают в себя затенение, отражение света и неполное использование спектра солнечного излучения. Все эти проблемы учёные пытаются решать, постепенно повышая эффективность солнечных панелей.
Так, учёные из Научно-исследовательского технологического университета "МИСиС" совместно с коллегами из США разработали гибкую солнечную батарею на основе металлорганического соединения. Её стоимость по меньшей мере втрое ниже существующих кремниевых панелей, отмечают разработчики.
Группа инженеров НИТУ "МИСиС" под руководством профессора Анвара Захидова представила технологию создания тонкоплёночного фотоэлемента на основе гибридного металлорганического соединения – перовскита. Новая технология позволяет преобразовывать энергию солнечного излучения в электрическую с КПД выше 15%, при планируемых показателях более 20%.
Особенность перовскитной методики в том, что активные слои солнечных элементов можно наносить из жидких растворов на тонкие и гибкие подложки. Это позволяет размещать солнечные батареи на поверхностях любой кривизны. Например, становятся реальностью оконные полупрозрачные "энергошторы" домов и машин, фасады и крыши зданий, бытовая электроника и многое другое.
На сегодняшний день расчётная стоимость квадратного метра перовскитных солнечных панелей составляет менее 100 долларов США, тогда как квадратный метр лучших кремниевых обходится в 300 долларов США. В массовом производстве разница станет 4-6-кратной, отмечают разработчики в пресс-релизе.
Существенное снижение стоимости производства солнечных батарей будет способствовать увеличению доли экологически чистых, возобновляемых источников энергии в общем энергетическом "пироге".
Добавим, что Китай является одним из крупнейших производителей солнечных панелей, и страна намерена значительно увеличить их использование в ближайшие годы. В попытках сократить выбросы углерода Китай хочет утроить выработку мощности от солнечных электростанций к 2020 году, отмечается в недавней статье агентства Bloomberg.
