Вопросы эстетичности солнечных электростанций часто являются ключевой причиной, по которой домовладельцы отказываются от таких установок. Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) разработали способ изготовления цветных солнечных элементов, при этом из более экономичного полупроводникового материала — перовскита.
Перовскитные фотоэлементы уже показали эффективность более 25% в лаборатории. В то же время они полагаются на более дешевое сырье и более простые методы производства, чем аналогичные по эффективности кремниевые элементы. Однако это по-прежнему верно только для небольших масштабов:
«Помимо стабильности, центральным препятствием для выхода технологии на рынок является перенос высокой эффективности, достигнутой на малых площадях, на большие поверхности», — говорит профессор Ульрих В. Паецольд из KIT.— Однако только таким образом технология может стать основой для новых экономичных солнечных модулей».
Поскольку эстетика играет важную роль для такого использования в дополнение к затратам и эффективности, исследовательская группа Паецольда вместе с промышленным партнером Sunovation разработала метод струйной печати, который может окрашивать перовскитные солнечные модули.
Как заявляют разработчики, их решение получило важное преимущество: окраска модулей с помощью струйной печати экономически выгодна, а также подходит для больших площадей.
«До сих пор при производстве цветных солнечных элементов из перовскита цветовое восприятие фотоэлемента для наблюдателя сильно зависело от угла падающего света, — объясняет координатор проекта Хельге Эгг.рс. — С другой стороны, при нашем методе используемый цвет почти совсем не зависит от угла падения солнечного света и всегда выглядит одинаково».
В серии экспериментов инженеры смогли доказать, что новый метод, изначально разработанный для солнечных модулей из кремния, работает и для перовскитных. Солнечные элементы, ярко окрашенные в базовые синие, пурпурные и желтые цвета, продемонстрировали до 60 процентов первоначальной эффективности при преобразовании солнечной энергии в электричество.
Технология струйной печати также позволяет печатать сложные цветные узоры. Исследователи использовали это для производства солнечных модулей в виде различных строительных материалов. Солнечные панели из перовскита, имитирующие белый мрамор, оказались особенно эффективными. Здесь команда смогла достичь эффективности до 14 процентов.
«Цель интегрированной в здание фотогальванической системы состоит не в том, чтобы установить такие системы на крышах или фасадах, а в том, чтобы заменить традиционные конструкции солнечными модулями и, таким образом, избежать дополнительных затрат, — говорит Эгг.рс. — Для фотовольтаики внутри зданий встроенный солнечный элемент с низкой эффективностью лучше, чем стена, которая вообще не дает электричества».
