Всюди ведеться активний пошук альтернативних матеріалів для виробництва сонячних осередків, які дозволили б відмовитися від таких напівпровідників, як кремній і арсенід галію. Незважаючи на які будуть показані 25-відсоткову ефективність, вони занадто дорогі і складні у виготовленні. Так, є Осередки Гретцеля, в яких багатий електронами органічний барвник абсорбує сонячне світло і передає електронну щільність на напівпровідник з широкою забороненою зоною. Вони значно менше і простіше у виробництві, але продуктивність кращих зразків не перевищує 12% (а частіше помітно нижче 10%).
І ось британські вчені повідомили, що їм нарешті вдалося знайти гідну заміну технології кремнієвих батарей. В Оксфордському університеті виготовлений прототип фотоелектричного перетворювача на основі підкладки з інертного оксиду алюмінію, покритого висококрісталліческой фазою органометалеві галогенида. Поки він конвертує близько 11% світлової енергії в електричну, але у розробників є всі підстави вважати, що подальші зразки впритул наблизяться до кремнієвим чемпіонам.
Тому британці вирішили пошукати новий тип абсорбенту серед висококрісталліческіх фаз органометалеві галогенідів, структурно належать до перовскитів. В результаті був розроблений ефективно абсорбує світлову енергію перовскітним матеріал - змішаний хлорид-йодид метіламмонія свинцю з передбачуваної формулою CH3NH3PbI2Cl. Як виявилося, матеріал також є хорошим провідником заряду, що зробило використання оксиду титану просто зайвим. Новий перовскит може бути отриманий у вигляді кристалічної плівки на поверхні пористого оксиду алюмінію, що є ізолятором; таким чином, всі електрони, що генеруються в шарі перовскита, будуть безпосередньо передаватися на електрод.
Матеріали типу хлорид-йодиду метіламмонія свинцю з формулою типу CH3NH3Pb2Cl можуть зламати шаблон «або дорого, або з низьким ККД».
Перовскітним матеріали мають порівняно просту структуру і не потребують для свого виробництва в енергоємних і складних процесах: не вимагають вакуумних камер і тисячеградусних температур, як кристалічний кремній, або навіть надвисокої чистоти самого матеріалу. Його ще й витрачається менше, оскільки стандартний фотоелемент на кремнії в товщину має 180 мкм, а перовскітним осередки - всього 1 мкм, тобто по кубометру на квадратний кілометр площі. Отже, вони набагато легше і вимагають більш дешевих підтримуючих конструкцій, а також без праці можуть наноситися на звичайні поверхні на зразок будинкових стін та ін. В результаті оцінка вартості нових фотоелементів при масовому виробництві досить приваблива: 10-20 центів за ват потужності при вартості нинішніх фотоелементів made in China в 75 центів за ват (без установки і підтримують рам). Нагадаємо, що для вітротурбін загальна вартість тієї ж одиниці встановленої потужності перевищує долар, а для ТЕС доходить до півтора.
Причому потенціал зростання не вичерпаний: матеріал добре проводить заряд - краще оксиду титану, спочатку використовувався в осередках Гретцеля. Електроліт в ньому твердий, що виключає ймовірність замерзання, а перовскітним плівка на поверхню пористого оксиду алюмінію (ізолятор) наноситься звичайним шляхом накручування.
Є й спроби комерціалізації: Oxford Photovoltaics на чолі з Генрі Снейтом (Henry Snaith) з Оксфордського університету вже зібрала $ 4,4 млн інвестицій. З огляду на, що оригінальні осередку Гретцеля на діоксиді титану, незважаючи на не настільки високу ефективність, вже комерціалізовані (в тому числі на чохлах iPad 'ів), немає підстав сумніватися в непоганому майбутньому перовскитів.
На першому етапі прямої конкуренції можна уникнути: плівка перовскітним фотоелемента легко наноситься на кремнієву сонячну батарею, різко нарощуючи її ККД, підвищуючи вартість не більше ніж на 20%. Є і недолік, звичайно: нинішні варіанти цієї речовини включають деяку кількість свинцю, а значить, при широкому розгортанні без утилізації вони неминуче потраплять в воду і наші кістки, роблячи з ними все ті ж жахливі речі, що і з давньоримськими. Але не варто драматизувати: квадратний кілометр перовскітним фотоелементів містить значно менше свинцю, ніж акумулятори 1 000 легкових автомобілів, так що наздогнати загрозу від свинцевих АКБ у нових осередків все одно не вийде, та й їх утилізація не така складна.
Графа-перовскітним фотоелементів обігнати графа-Кремнієвої
Створено фотоелемент, заснований на графені і Перовської, що відповідає за поглинання сонячного світла. Здавалося б, виріб далеко не рекордна за всіма показниками, але якщо поглянути на нього трохи пильніше, то ситуація постає в дещо іншому світлі.
З теоретичної ж точки зору важливіше те, що граф-перовскітним гібрид показав ККД вище, ніж будь-який кремниево-графеновий гібрид, тобто з ним, що називається, можна йти в розвідку, особливо з урахуванням того, що перовскит незрівнянно дешевше монокристалічного кремнію. Іншими словами, при тому ж ККД серійно вироблені нові сонячні батареї повинні бути дешевше кремнієвих.