Улучшения в сфере использования солнечной энергии продвигаются удручающе медленными темпами. Эта свободная энергия доступна в огромном количестве на планете каждый день, но мы просто не можем найти эффективный способ, чтобы использовать ее. Ученые ищут новые материалы для улучшения фотоэлектрических элементов, но один из наиболее перспективных из них не был придумана в лаборатории из экзотических наночастиц или тщательно разработан на молекулярном уровне. На само деле это просто кусок камня. Это особого вида минерал, но он был известен на протяжении около 150 лет.
Ученые разделились во мнении по поводу того, как сделать солнечную энергию жизнеспособной. Некоторые видят гигантское количество более дешевых и эффективных фотоэлектрических элементов в качестве лучшего способа. Другие считают, что дорогие солнечные панели, которые являются более эффективными, лежат в основе будущего. Если исследования в направлении минерала перовскита, который мог бы лечь в основу нового поколения солнечных батарей, будут успешными, то обе стороны могли бы претендовать на победу.
Первые образцы перовскита были открыты в Уральских горах в центральной России в 1839 году. Это скромный кристаллический металлоорганический минерал, который, в основном, состоит из титаната кальция, но никто в то время не подозревал, что он может обладать какими-то особыми свойствами. Позже было установлено, что его светопоглощающие свойства делают его способным выступать в качестве полупроводника. Впервые эта идея пришла в голову ученым, когда они испытали его при создании солнечных элементов в 2009 году. Хотя эти ранние эксперименты и показали лишь скромные результаты (3,5% эффективности), эта технология значительно улучшилась за прошедшие годы.
Традиционные солнечные батареи на основе кремния используют материалы, которые имеют толщину не менее 180 микрометров, но панели из перовскита могут быть менее одного микрометра толщиной и могут захватить такое же количество энергии из света, как кремниевые панели. Знаменитый исследователь солнечной энергии Майкл Грэцзель, который работал с этими ультратонкими панелями из перовскита в последние годы, сумел изготовить прототип, способный достигать 15% эффективности. Он считает, что сможет достичь 20-25% при более тонкой настройке.
Кроме того, исследователи в этой области считают, что массовое производство солнечных батарей на основе перовскита может быть значительно дешевле традиционных.
