К электронике будущего

Солнечные панели нового поколения создали ученые КазНИТУ им. К. Сатпаева и тем самым сказали веское слово в сфере альтернативной энергетики.

Углеродные нанотрубки, разработанные в университетской лаборатории в рамках проекта «Производство гибких тонкопленочных солнечных элементов на основе перовскитных структур», без потерь переносят солнечную энергию на контакты батареи. И значительно снижают стоимость солнечного модуля за счет уменьшения его толщины в 100 раз по сравнению с традицион­ным кремниевым. Вес квад­ратного мет­ра новых панелей уменьшился до менее чем одного килограмма. Инновация КазНИТУ выигрывает и по себестоимости. Квад­ратный метр кремниевых солнечных панелей оценивается в 300 долларов, а квадратный метр панелей на основе перовскитных структур – меньше 100 долларов. В массовом производстве разница в цене обещает стать 4–6-кратной.

Начнем с того, что солнечные батареи нового поколения доступны для малого и среднего бизнеса. Их можно собирать, образно говоря, «на коленке». Для перовскитной инновации не нужен кремний, как для традиционных батарей. Достаточно, как утверждает научный руководитель проекта, доктор технических наук профессор Даулетхан Смагулов, небольшой лаборатории.

Если пользоваться науч­ной терминологией, инновационный процесс можно выразить следующими словами – это производство гибких наноструктурированных солнечных элементов с использованием перовс­китных структур (металокерамических соединений) и принципиально новых, гибридных интерфейсных материалов на основе полимерных и органических веществ и углеродных нанотрубок.

Даулетхан Уялович пояс­няет, что традицион­ные солнечные батареи, как правило, изготавливаются на основе кремния или полупроводниковых соединений. Поэтому для них требуются сложные производства. В первую очередь – фабрика по добыче и обогащению кварцита, затем завод по получению из него технического кремния, завод по его глубокой очистке, производство по выращиванию монокристаллов кремния. И, наконец, производство по разрезке и полировке кремниевых пластин для получения элементов, без которых солнечная батарея не будет работать.

Разработанная в КазНИТУ­ тонкопленочная технология для солнечных элементов не нуждается в столь сложных манипуляциях. А потому является недорогой, экономичной, экологически чистой и эффективной. Перовскитная технология дает возможность использовать большие площади солнечных элементов благодаря гибким пластиковым слоям с миллионами пикселей на площади 5 кв. см. А значит, может поставлять элект­ричество в большем количестве по конкурентной цене менее чем 50 центов за один ватт. В то время как стоимость 1 Вт энергии, получаемого монокристаллическим кремнием, доходит до 3,5 доллара.

Проект сейчас участвует в республиканском конкурсе Фонда наук по коммерциализации результатов научно-технических разработок. Конкурс еще не завершен, но инновацией уже заинтересовались: один строительный холдинг прислал письмо, где выразил интерес к внедрению на своих объектах энерго­сберегающей технологии. Масштабы внедрения могут быть большими, если учесть, что площадь застройки объектов холдинга составляет более 1 млн квадратных метров в год.

Профессор Смагулов готовится к презентации проекта на ЭКСПО в Астане. И надеется на широкий интерес, подчеркнув, что прозрачные электропроводящие пленки – это инновационный материал не только для батарей, но и электроники будущего.

г.Алматы, 02.03.2017, kazpravda.kz