Стандарт МЭК 61215-1 помог подтвердить надежность солнечных батарей нового поколения

В то время как фотоэлектрические ячейки из перовскита часто рекламируются как основа для солнечных батарей следующего поколения, их нестабильность препятствует развитию и коммерциализации данной технологии. 

Эта нестабильность, в частности, мешает сертификации на соответствие требованиям добровольного основанного на консенсусе стандарта МЭК 61215-1:2016 "Размещаемые на поверхности земли фотоэлектрические модули – Аттестация проекта и утверждение типа – Часть 1: Требования к испытаниям" от Международной электротехнической комиссии (International Electrical Commission; IEC; МЭК). 

К счастью, недавно ученые из Австралии нашли новый метод повышения стабильности металлогалогенных перовскитовых фотоэлектрических ячеек до такой степени, что они оказываются способными проходить сертификацию на соответствие требованиям МЭК 61215-1.

Перспективность перовскитных солнечных батарей подтолкнула исследователей к поиску путей, которые могли бы сделать возможным более широкое распространение этой инновационной технологии. Их низкая стоимость, гибкость и чрезвычайно легкий вес делают перовскитные солнечные батареи идеальной заменой для уже доступных в настоящее время на рынке продуктов на основе кремния традиционным аналогам. Перовскитные солнечные батареи также можно использовать в качестве дополнением к обычным кремниевым продуктам. 

Поскольку фотоэлектрические ячейки на основе перовскита в 500 раз тоньше кремниевых, их можно использовать в качестве электрогенерирующего покрытия на корпусах и поверхности различных объектов: от летающих беспилотников до стеклянных фасадов офисных зданий.

Однако солнечные батареи на основе перовскита до настоящего момента не обладали долговечностью, характерной для аналогов на основе кремния. Под воздействием непогоды при размещении за пределами помещений незащищенные фотоэлектрические ячейки на основе перовскита становятся нестабильными и выделяют газ, что приводит к их разложению в ходе процесса, известного как дегазация.

Австралийские ученые из Университета Нового Южного Уэльса и Университета Сиднея обнаружили, что использование дешевой стеклопластиковой упаковки с герметичным уплотнением может подавить выделение газа и повысить стабильность фотоэлектрических ячеек на основе перовскита. В результате исследователям удалось обеспечить соответствие своих перовскитных солнечных батарей требованиям МЭК 61215-1 и открыть путь к их коммерциализации.

Стандарт МЭК 61215-1 описывает методы испытаний, которые необходимо использовать для определения того, подходят ли фотоэлектрические ячейки для длительной эксплуатации в обычных климатических условиях под открытым небом. 

Предполагается, что тестируемые продукты могут выдерживать многократное повторение климатических циклов с периодическим изменением температуры в диапазоне от -40 до 85 градусов по Цельсию и относительную влажность до 85%. Соответствующие тесты используются для демонстрации надежности фотоэлектрических ячеек и солнечных модулей на их основе при любых погодных условиях на открытом воздухе.

В частности, новые фотоэлектрические ячейки на основе перовскита выдержали более 1800 часов испытаний при максимальной температуре и влажности, а также 75 циклов испытаний на замерзание при максимальной влажности. Эти результаты на самом деле даже превысили требования стандарта МЭК 61215. 

Соответствующее тестирование проводилось в рамках Системы МЭК по оценке соответствия и сертификации электрооборудования (International Electrotechnical Commission System for Conformity Testing and Certification of Electrical Equipment; IECEE).