НИТУ МИСИС входит в группу лидеров по программе «Приоритет-2030», демонстрируя высокие результаты реализации стратегических технологических проектов (СТП) и амбициозность планов. О том, как за семь лет выстроить команду, перейти от научных статей к промышленным прототипам и наладить кооперацию с бизнесом, поговорили с руководителем СТП «Энергия материалов», доктором технических наук, заведующим лабораторией перспективной солнечной энергетики Данилой Сараниным.
Достижению технологического лидерства способствует слаженная работа уникального научного коллектива и его нацеленность на развитие. Сначала на лабораторных образцах мы получаем конкурентоспособные характеристики и затем масштабируем задел с использованием промышленных прототипов — это именно то, что отличает нас в этой отрасли.
— Данила Сергеевич, вы говорили, что лаборатория была задумана как технологическая. Расскажите историю создания.
Д.С.: Лабораторию в 2018 году открыл профессор Альдо Ди Карло, приглашённый из Римского университета в МИСИС по программе мегагрантов. В то время я был аспирантом и вместе с коллегами проводил первые эксперименты. Это был этап становления нашей команды, мы получили лучшую международную практику. В области перовскитной фотовольтаики высокая конкуренция, и первое время нам приходилось догонять мировой уровень. Взаимодействие с ведущим ученым сильно помогло нам. Благодаря правильно выстроенной системе мы осознанно развивали свою школу и технологические подходы (слот‑матричная печать, легирование низкоразмерными материалами и пр.), чтобы самостоятельно вести направление в будущем. Новая волна аспирантов получила двойные степени — кандидатов наук и PhD — и именно эти люди сейчас формируют ядро команды.
Большой вехой считаю конец 2021 года. Тогда коллектив начал демонстрировать авторские проекты, созданные с опорой на возможности нашей инфраструктуры. Стало возможным проводить не только фундаментальные исследования, но и предлагать разработки, имеющие продуктовую направленность. Такой подход был частью стратегии профессора Альдо ди Карло, который стремился к тому, чтобы лаборатория была способна задавать повестку и иметь своё видение развития.
— Вы быстро перешли от научных статей к продукту, как это получилось?
Д.С.: С самого начала мы ставили перед собой цель: вывести перовскитную фотовольтаику за пределы лаборатории. Инфраструктура изначально проектировалась под задачи прототипирования. У нас установлены специальные принтеры и камеры кристаллизации. Мы существенно продвинулись в повышении технологической готовности солнечных модулей на перовскитах для разных применений, но при этом мы не оставляем научные исследования. У перовскита, как материала для солнечных батарей, ещё далеко не полностью исследован и реализован потенциал.
— Что стало переломным моментом, когда в команду поверили?
Д.С.: В 2022-м мы сделали раскладываемую панель на перовскитных модулях в качестве портативного и переносимого источника электроэнергии. МГТУ им. Баумана позвал нас в свою программу ЭВРИКА, нацеленную на апробацию разработок с подтверждением работоспособности в естественных условиях. Мы разработали программу и методику испытаний, создали несколько прототипов. Испытания проходили в присутствии комиссии, в реальных полевых условиях, с оформлением всех необходимых актов и протоколов. Фактически, мы продемонстрировали как совершить переход от лабораторных исследований к изготовлению продукта. На протяжении всего пути мы получаем всестороннюю поддержку со стороны руководства и всех управленческих структур университета. Я уверен, что без неё такие амбициозные проекты реализовать невозможно.
После обновления требований по «Приоритету-2030» в 2025 году, программу развития НИТУ МИСИС дополнили стратегическим технологическим проектом «Энергия материалов». Это большая честь и ответственность.
— Приведите пример как выстраивается взаимодействие с бизнес-партнёрами?
Д.С.: Например, с крупнейшим производителем кремниевых солнечных батарей в РФ — ГК Хевел — мы работаем по принципу коротких циклов. Наша цель — запустить модернизированное производство тандемных солнечных батарей на основе перовскита и кремния. Сначала мы разрабатываем технологические процессы и внедряем их на площадке Хевел в Санкт-Петербурге. Там коллеги под нашим надзором осваивают методику, могут масштабировать и улучшать её. После этого идёт внедрение на линию. Сейчас мы оформляем это как неисключительное лицензирование патента.
— А как строится взаимодействие со «СберСити»?
Д.С.: В рамках соглашения о стратегическом партнерстве с ООО ГРАФТИО (Группа СБЕР) был разработан промышленный образец перовскитной солнечной панели 1 х 0.5 м (мощность 18 Вт, инсоляция 54 мВт/см², активная площадь 2040 см²), который полгода проходил уличные испытания на территории СберСити в Рублево-Архангельском. Для панели, полученной из 32 модулей, был подтвержден КПД > 15%. Стабильная работа в условиях пасмурной погоды доказала преимущество использования перовскитных солнечных батарей в климате средней полосы России. Недавно мы перевезли эту панель в университет для дальнейших испытаний и использования в рамках образовательной фабрики.
В декабре 2025 года мы представили управляющему комитету СберСити нашу программу развития и результаты испытаний. В натурных условиях осенне-зимнего периода перовскитная панель по суточной генерации побеждала заводской кремний, используемый на фасадах. Теперь мы оптимизируем технологию, чтобы в летние месяцы показатели тоже не отставали. В этом году мы планируем реализовать действующую установку с счётчиком и измерительными приборами.
В дорожной карте предусмотрено создание совместного предприятия, в которое МИСИС войдёт с пакетом своих интеллектуальных прав. Это — ключевой и самый сложный момент. Сейчас мы находимся на этапе проработки и оценки. Со стороны СберСити за взаимодействие отвечает дочерняя компания, которая занимается развитием новых продуктовых решений. У нас уже есть проект пилотной линии. Важная деталь: если требуется большое количество фасадных стеклопакетов с солнечными панелями, то производство должно быть локализовано. Так как расходы на логистику делают проект нерентабельным. Солнечная энергетика требует километров панелей. Если мы говорим про настоящий рынок, это должен быть отдельный завод.
Д.С.: Тандемные солнечные батареи — это следующий этап развития кремниевой технологии. Сегодня практически всё мировое производство солнечных панелей основано на кремнии, но этот материал уже достиг предела по эффективности: КПД около 24%, и дальнейшее увеличение требует огромных вложений ради незначительного прироста. Если же нанести слой перовскита на кремниевую основу, то можно быстро и относительно недорого поднять КПД до 30%. Это настоящая мечта для отрасли: такой подход существенно снижает стоимость выработки электроэнергии. У нас есть заделы конкретно под стандарты солнечных панелей ГК Хевел, и мы уже работаем с ними.
Адаптивная солнечная архитектура — полупрозрачный фасадный стеклопакет — это продукт, способный изменить рынок. В мировой практике такое направление называется BIPV (Building-Integrated Photovoltaics) — фотоэлектрика, встраиваемая в здания. Мощным импульсом для интенсивного развития этой технологии стал живой интерес со стороны девелопера СберСити.
Направление «Солнечная орбита» связано с историческим партнёрством НИТУ МИСИС и предприятия, которое делает космические солнечные батареи. Но не из кремния, который не выдерживает радиацию на высоких орбитах, а из полупроводников другого типа. Проблема в том, что стоимость этого материала очень высока, а перовскит можно дешевле печатать на ультратонком стекле и пластике, делать раскладываемые батареи с высоким удельным показателем ватт на килограмм. Проблема — экстремальные термоциклы. Для низких орбит это решаемо, и здесь перовскит может восполнить спрос, который не покрывают ни дорогой аналог, ни кремний.
— А как появилась аэронавтика?
Заказчики сами вышли на нас, предложив сотрудничество. С 2025 года мы начали работать по двум контрактам и делать гибкие панели на перовскитах под питание бортовой техники. Задача — сделать стратосферный беспилотный летательный аппарат. Уже было несколько успешных тестовых полётов.
— Что сегодня помогает вам достигать технологического лидерства, а что мешает?
Д.С.: Технологическое лидерство обеспечивает работа уникального коллектива, который сформировался за последние пять лет. Это молодые специалисты, я самый старший в лаборатории. Часть команды больше сосредоточена на научных проектах, но все тесно взаимодействуют с инженерными бригадами, которые воплощают идеи в готовые панели. Возможность масштабировать разработку от лабораторного образца до промышленного изделия в условиях университета придаёт нам уверенности и позволяет добиваться высоких результатов.
Что касается барьеров — мы столкнулись с необходимостью менять регулирующие документы. Например, для жилищного строительства требуется, чтобы прозрачность фасадного стеклопакета составляла 64%. Сейчас мы достигли 40%, планируем поднять до 50%, но дальнейшее увеличение приведёт к снижению генерации электроэнергии солнечной панелью. Эти стандарты были разработаны ещё в 1980-х годах.
Кроме того, по испытаниям солнечных батарей существует стандарт для монокристаллического кремния, а для перовскита европейцы только недавно разработали свой. Возникает вопрос: как сертифицировать и аттестовывать именно перовскитные солнечные батареи, особенно с учётом их нишевого применения? Вопрос, который надо будет поднимать. Но это задача не столько университета, сколько наших партнёров, потому что у них точка входа на рынок.
— Учёным часто сложно рассказывать о своих разработках бизнесу. Как вы с этим справляетесь?
Д.С.: Во-первых, в университете есть пресс-служба, которая переводит строгие научные статьи на понятный обывателю язык и помогает через публикации в федеральных СМИ рассказать бизнесу о возможностях вуза.
«Почему научпоп — сложный жанр? Есть риск сильного упрощения. Но чтобы заинтересовать широкую аудиторию, всё же необходимо адаптировать строгую академическую манеру».
Во-вторых, в 2020–2022 годах, например, наша лаборатория участвовала в программе «Новаторы Москвы», представляя портативные блоки питания на перовскитных фотомодулях. Работая с командой проекта, мы учились совершенно новому для нас подходу. Этот опыт во многом изменил мышление. Нас учили делать презентации и объяснять сложные вещи так, чтобы обычный человек понял, как новый материал может реально сделать привычную жизнь лучше на конкретных реализуемых примерах. Участие в программе фонда «Сколково» только укрепило это убеждение: быть проще — это не недостаток, а преимущество.
«Хорошая мысль должна быть четкой. Учитывая, что мы делаем продукты, понятные людям, доверие возникает именно через ясность».
Фото: пресс-служба Университета МИСИС.
