Минералът перовскит или бъдещето на слънчевата енергетика

Перовскитите са много перспективен клас минерали, които привличат учените от цял свят. Те са открити през първата половина на XIX век в Урал (Русия), но едва през ХХІ век изследователите започват активно да изучават свойствата им за приложения в такива области като слънчевата енергия, фотониката, нелинейната оптика.

За съжаление, тези минерали имат един съществен недостатък - те лесно се разрушават. Въпреки това, учените от Уралския държавен университет (УрФУ) и техните колеги от Индия за първи път успяха да стабилизират материала.

Разработеният метод за промишлен синтез на високостабилни перовскити позволява ефективното използване на този материал в енергетиката и електрониката. А КПД-то на перовскитовите елементи, което е около 25%, ги поставя на едно ниво с полупроводниците. При това технологията за тяхното производство е много по-проста, а също така те лесно могат да бъдат поставени върху гъвкава повърхност.

В хода на работата си международният екип от учени успя да разработи прахообразни перовскити с висока стабилност, която не се променя в течение на едноогдишното наблюдение. Нещо повече, изследователите успяха да синтезират едновременно цяла серия от прахове: MAPbI3, MAPbBr3, FAPbI3, FAPbBr3, CsPbI3 и CsPbBr3. Това стана възможно благодарение на химическата обработка с високотемпературен антирастворителен метод.

„Увеличаването на стабилността на веществото се осигурява чрез висока кристализация и намаляване размерите на зърната. Това открива големи възможности за пълноценно прилагане на такива материали в бъдеще", казва авторът на изследването Ражеш Кумар Манавалан.

В момента най-перспективната област на приложение на перовскитите е слънчевата енергетика, тъй като в началото на века учените откриват, че този материал перфектно абсорбира светлината.

 Традиционните слънчеви панели са изработени от силиций и са с дебелина от 180 микрона, те абсорбират толкова светлина, колкото перовскитът абсорбира при дебелина от 1 микрон. Работата е там, че въпреки приблизително същата ефективност на предаване на електрическия заряд под действието на светлината, спектърът на преобразуваната в електричество светлина в перовскита е по-широк от този на силиция.

Тази способност на перовскитовите материали  ще помогне на слънчевата енергетика да произвежда невероятно евтина електроенергия. Според анализатори кремъчните батерии днес струват средно 0,75 долара за 1 kW, докато батериите на базата на перовскит могат да намалят цената до 0,10 - 0,15 долара за 1 kW. Това означава, че производството и експлоатацията могат да станат 5-7 пъти по-евтини при същото количество произведена електроенергия.