Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики
В прошлом учебном году ученица тогда десятого, а сейчас одиннадцатого класса школы № 1381 г. Москвы Фиорентина Грабовская представила проект, в рамках которого изготовила полупрозрачные солнечные элементы на основе перовскита и изучила их свойства. Подобные исследования могут быть важны для развития солнечной энергетики, сделать энергетическую систему более экологичной.
Фиорентина делала проектные работы по разным предметам и принимала участие в многочисленных конкурсах начиная с четвертого класса. В числе прочего она участвовала в олимпиадах по физике, которые проводил такой известный вуз, как НИТУ МИСИС, чем обратила на себя внимание. И вот однажды ей позвонил лаборант-исследователь НИТУ МИСИС Данил Дмитриевич Грень и предложил сделать очередную проектную работу под его руководством в Лаборатории перспективной солнечной энергетики. Это одна из самых современных такого рода лабораторий в нашей стране, оснащенная новейшим оборудованием. В частности, там занимаются перовскитными солнечными элементами – многообещающим, но малопроработанным на сегодняшний день направлением.
Историческая справка
Перовскит – довольно редкий на земной поверхности минерал, в состав которого входят атомы кальция, титана и кислорода (химическая формула – CaTiO3). Образует кубические кристаллы, отливающие металлическим блеском. Чаще всего они бывают темно-серого, почти черного цвета, но иногда встречаются образцы насыщенных красных или золотисто-оранжевых оттенков. Как видим, камень довольно красив, но не слишком ценится ювелирами из-за своей малой твердости, всего 5,5 баллов по шкале Мооса.
В литературе обычно указывают, что перовскит был открыт на Урале в 1839 году. Это не совсем верно. В 1839 году знаменитый ученый-минералог Густав Розе закончил разбирать коллекцию, собранную им во время экспедиции по Уралу и Сибири, и опубликовал отчет, где в числе прочего имелось и описание нового минерала – перовскита. Однако сама знаменитая экспедиция под руководством Александра Гумбольдта состоялась десятью годами раньше – в 1929 году. Именно тогда были найдены образцы минерала, который получил свое имя в честь Льва Алексеевича Перовского – сенатора и мецената, страстно увлеченного археологией и минералогией. В 1873 году его личная коллекция резных камней была куплена Эрмитажем.
Первое время новый минерал вызывал интерес лишь в самых узких академических кругах. Он был красив, но непрактичен. Позже он стал востребован как источник титана. И, наконец, уже в XXI веке оказался в центре внимания благодаря своей кристаллической структуре. В настоящее время перовскит рассматривается как перспективный материал для использования в солнечной энергетике.