Центр палладиевых технологий «Норникеля» совместно с НИТУ МИСИС представили первые масштабируемые образцы полупрозрачных солнечных модулей из перовскитов для установки на стеклянных фасадах и крышах зданий. Технология Building Integrated Photovoltaics (BIPV) позволяет превратить архитектурные элементы в источник электроэнергии, сохраняя при этом естественную освещённость и обеспечивая защиту от перегрева.
«Новые материалы на основе палладия позволяют переосмыслить сам подход к солнечной энергетике, в том числе сделать ее частью городской инфраструктуры. Это не просто новый рынок, это новое технологическое направление. Развитие солнечной энергетики, включая BIPV, в будущем может потребовать до 10 тонн палладия ежегодно», — отметила руководитель проектов Центра палладиевых технологий «Норникеля» Анна Ставицкая.
Технология Building Integrated Photovoltaics подразумевает встраивание солнечных модулей в конструкцию здания: фасады, крыши, окна, балконные ограждения. Такие решения позволяют получать электроэнергию прямо с поверхности здания, снижать его энергопотребление и при этом сохранять эстетический облик и естественную освещенность помещений.
Панель можно установить как в частный дом, так и на промышленные объекты предприятий. В отличие от кремниевых солнечных модулей, которые чаще всего устанавливают на крыши и отдельные солнечные поля, перовскитные полупрозрачные панели впервые в России можно интегрировать прямо в стеклянные фасады и окна. Уникальные свойства перовскитов позволяют преобразовывать солнечную энергию при облачной погоде и низкой освещенности.
«Коллектив учёных Университета МИСИС под руководством молодого талантливого доктора наук Данилы Саранина на протяжении ряда лет разрабатывает технологии и материалы для альтернативной энергетики, ведёт исследования в области увеличения срока эксплуатации и коэффициента полезного действия солнечных элементов нового поколения. В вузе создана технологическая база для перехода от лабораторных образцов к масштабируемым прототипам и испытаниям солнечных модулей на основе перовскитов», — сказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
Инновационные полупрозрачные панели можно установить в стеклянные поверхности. Они сочетают высокую прозрачность более 30% с эффективным преобразованием солнечного излучения в электроэнергию. Такое сочетание делает возможным одновременное выполнение трех функций: генерацию электроэнергии, естественное освещение помещений и отражение теплового излучения.
«В основе технологии лежат тонкие перовскитные пленки толщиной менее одного микрона, нанесённые методом печати на стеклянную подложку. Ключевой инновацией стало использование прозрачных многослойных электродов с добавлением палладия, устойчивых к окислению. Нанесение тонкого слоя палладия практически не влияет на себестоимость технологии, но значительно повышает ее устойчивость к влаге, воздуху и перепадам температур. Этот металл традиционно применяется в микроэлектронике и нефтехимии, однако нам удалось раскрыть его потенциал для создания долговечных прозрачных электродов в солнечных модулях», — добавил д.т.н. Данила Саранин, заведующий лабораторией перспективной солнечной энергетики НИТУ МИСИС.
По расчетам, каждый квадратный метр панели способен вырабатывать до 150 Вт электроэнергии, превращая стеклянные поверхности в активные элементы энергосистемы здания. Такой подход позволяет компенсировать от 15 до 40% энергозатрат зданий со стеклянными фасадами и панорамными окнами. Для офисного центра с остеклением 3000 м² это даёт до 45 кВт установленной мощности и около 55 000 кВт·ч в год. В агровольтаике тепличный комплекс площадью 1 гектар со стеклянным покрытием может производить в масштабах сотен кВт·ч в год, обеспечивая до половины собственных энергозатрат.
