Для дешевих сонячних батарей справді краще тонше - ScienceDaily
Витрати на сонячні батареї різко впали за останні кілька років, що призвело до темпів сонячних установок набагато більших, ніж очікували більшість аналітиків. Але, оскільки більшість потенційних сфер економії витрат вже доведено до крайності, подальше скорочення витрат стає складнішим для пошуку.
Зараз дослідники з Массачусетського технологічного інституту та Національної лабораторії відновлюваних джерел енергії (NREL) окреслили шлях подальшого зменшення витрат, на цей раз шляхом зменшення кількості самих кремнійклітин.
Тонші кремнієві клітини досліджувались раніше, особливо близько десятка років тому, коли вартість кремнію досягла піку через брак поставок. Але такий підхід зазнав певних труднощів: тонкі кремнієві пластини були надто крихкими та крихкими, що призвело до неприйнятних рівнів втрат під час виробничого процесу, і вони мали нижчу ефективність. Дослідники кажуть, що зараз є способи почати вирішувати ці проблеми за допомогою використання кращого обладнання для поводження та деяких останніх розробок в архітектурі сонячних елементів.
Нові висновки детально викладені в статті в журналі "Енергетика та екологічні науки", співавтором якої є MIT postdoc Zhe Liu, професор машинобудування Тоніо Буонассісі та п'ять інших в MIT та NREL.
Дослідники описують свій підхід як "технологічно-економічний", підкреслюючи, що на даний момент економічні міркування настільки ж важливі, як і технологічні, для досягнення подальших поліпшень доступності сонячних панелей.
В даний час 90 відсотків сонячних панелей у світі виготовляються з кристалічного кремнію, і промисловість продовжує зростати зі швидкістю близько 30 відсотків на рік, стверджують дослідники. Сучасні кремнієві фотоелектричні елементи, серце цих сонячних панелей, виготовляються з кремнієвих пластин товщиною 160 мікрометрів, але завдяки вдосконаленим методам обробки дослідники припускають, що їх можна поголити до 100 мікрометрів - і врешті-решт до 40 мікрометрів або менше, що вимагало б лише однієї четвертої кількості кремнію для певного розміру панелі.
За їхніми словами, це може не тільки зменшити вартість окремих панелей, але ще більш важливо, це може дозволити швидке розширення виробничих потужностей сонячних панелей. Це тому, що розширення може бути обмежене обмеженнями того, як швидко можна будувати нові заводи, щоб виробляти злитки кристалів кремнію, які потім нарізають, як салямі, для виготовлення пластин. Ці установки, які, як правило, відокремлені від самих заводів з виробництва сонячних батарей, як правило, є капіталомісткими та трудомісткими для будівництва, що може призвести до вузького місця у швидкості розширення виробництва сонячних панелей. Зменшення товщини пластин може потенційно полегшити цю проблему, вважають дослідники.
Дослідження розглядало рівні ефективності чотирьох варіацій архітектури сонячних елементів, включаючи клітини PERC (пасивований випромінювач та задній контакт) та інші передові високоефективні технології, порівнюючи їх результати на різних рівнях товщини. Команда виявила, що насправді спостерігалося незначне зниження продуктивності до товщини до 40 мікрометрів, використовуючи сучасні вдосконалені виробничі процеси.