Это солнечные модули, в которых полупроводник осаждается тонким слоем (толщиной порядка одного микрона) на тонкую подложку из стекла или стали. В качестве полупроводника могут выступать различные материалы, обладающие способностью поглощать свет. Наиболее часто для этого используется аморфный кремний или поликристаллические материалы, такие как теллурид кадмия (CdTe), CIS и CIGS. Тонкопленочные солнечные батареи на основе CdTe/CIS/CIGS еще не доведены до массового производства, однако это направление перспективно, поскольку такие батареи обладают высокой эффективностью и в то же время дешевы в изготовлении. Тонкопленочные технологии, являющиеся на сегодняшний день наиболее перспективными в солнечной энергетике, позволили существенно снизить затраты на производство. Разработано несколько типов тонкопленочных фотоэлементов, как находящихся на стадии исследований и экспериментов, так и успешно применяемых в различных областях человеческой деятельности. Наиболее известные из них – это: аморфный кремний (a-Si: H); теллурид/сульфид кадмия (CTS); медно-индиевый или медно-галлиевый диселенид (CIS or CIGS), тонкопленочный кристаллический кремний (c-Si film); нанокристаллические сенсибилизированные красителем электрохимические фотоэлементы (nc-dye). Вы можете узнать как недорого стоит контроллер заряда солнечных батарей и заказать его выгодно и удобно. Тонкопленочные панели не требуют прямых солнечных лучей, работают при рассеянном излучении, благодаря чему суммарная вырабатываемая за год мощность больше на 10-15%, чем вырабатывают традиционные кристаллические солнечные панели. Тонкая пленка является намного более рентабельным способом производства энергии и может переиграть монокристаллы в областях с туманным, пасмурным климатом или в тех отраслях промышленности, которым свойственна запыленность воздуха или высокое содержание в нем иных макрочастиц. Тонкоплёночные панели в 95 % случаев используются для «он-грид» систем, генерирующих электроэнергию непосредственно в сеть. Для этих панелей необходимо использовать высоковольтные контроллеры и инверторы, не стыкующиеся с маломощными бытовыми системами. Хотя себестоимость тонкопленочных панелей невысокая, они занимают значительно бόльшую площадь (в 2,5 раза), чем моно- и поли-кристаллические панели. Из-за меньшего КПД. Тонкопленочные панели эффективно использовать в системах мощностью 10 кВт и более. Для построения небольших автономных или резервных систем электроснабжения используются монокристалические и поликристалические панели. Тонкопленочные кремниевые солнечные батареи производятся уже довольно давно. Они применяются в часах и калькуляторах. Аморфный кремний в них осаждается на тонкую подложку. Нужно отметить, что эффективность тонкопленочных солнечных батарей на основе аморфного кремния существенно ниже, чем у солнечных батарей на основе кристаллического кремния, однако высокая эффективность в данном случае не является критически важной характеристикой и для бытовых устройств типа часов или калькуляторов тонкопленочные батареи на основе аморфного кремния являются стандартом. Более того, эффективность таких батареек под воздействием света со временем снижается на 13-15%. Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) министерства энергетики США предприняла попытку систематизировать основные концептуальные методы преобразования солнечного света в электроэнергию и оценить последние успехи в этой области. Ниже дается краткий обзор основных достижений в сфере развития тонкопленочных солнечных технологий. CdTe: 18,3%. Специалистам General Electric Research (GE) удалось повысить КПД тонкопленочных солнечных элементов на основе теллурида кадмия (CdTe) до 18,3%. Это серьезный успех, если учесть, что прежний рекорд, установленный американским производителем солнечных модулей First Solar в 2012 году, побит на целый процентный пункт. Впрочем, в GE считают, что результат мог быть и выше: технология, приобретенная GE у компании PrimeStar, еще недостаточно освоена. По словам руководителя команды разработчиков Энила Даггала, три года назад GE производила тонкопленочные фотоэлементы с КПД в 10%. Сейчас компания намерена довести этот показатель примерно до 20% (такой КПД имеют современные солнечные элементы на базе поликристаллических кремниевых элементов). Не раскрывая суть технологии, Даггал объяснил, что существенное повышение КПД стало результатом материаловедческих, конструкционных и технологических разработок. Он также сообщил, что GE рассматривает вопрос о создании пилотной линии по производству солнечных элементов на основе CdTe с КПД порядка 15%. CIGS (на полимерном основании): 20,4%. Ученые из Empa, швейцарской Федеральной лаборатории технологий и материаловедения, утверждают, что создали солнечные элементы на основе соединения диселенида галлия, индия и меди (CIGS) на тонком полимерном основании, обеспечивающие 20,4%-ную эффективность преобразования солнечного света в электроэнергию. Официальное подтверждение этого достижения пока не получено: проверкой занимается другая исследовательская лаборатория, установившая рекорд по КПД для солнечных элементов CIGS-типа (18,7%) более полутора лет назад. Разработчики из Emps объяснили, что добились повышения КПД, изменив характеристики слоя CIGS, выращиваемого при низких температурах. По их мнению, гибкие тонкопленочные солнечные элементы на основе CIGS теперь сравнялись по эффективности с многослойными поликристаллическими твердотельными кремниевыми фотоэлементами, что позволяет всерьез задуматься об их промышленном производстве. CIS: 19,7% Японская компания Solar Frontier создала тонкопленочные фотоэлементы, использующие полупроводниковый материал на основе меди, индия и селена (CIS), с рекордным КПД в 19,7% (прежнее достижение для фотоэлементов этого типа составляло 18,6%). Рекорд был подтвержден японским Национальным институтом перспективных промышленных исследований и технологий. Фотоэлементы вырезались из подложки размером 30 х 30 см, а поглощающие пленки наносились методом напыления и селенизации (термической обработки в парах Sе), который, как надеются разработчики, позволит в будущем добиться более высокого КПД солнечных батарей промышленного производства, чем при использовании метода соиспарения (с помощью которого созданы солнечные элементы, которым сейчас принадлежит рекорд по КПД — 20,3%). |
- опубликовал: irenutza - дата публикации: - 11-05-2015, 14:04 просмотров: 2725 - Комментарии (0)