Слънчеви панели за ефективност

Рекордьорът по ефективност сред слънчевите панели, по един или друг начин, предлаган на пазара днес, са соларни панели, базирани на многослойни слънчеви клетки, разработени от Института за слънчеви енергийни системи на дружеството Fraunhofer в Германия. От 2005 г. Soitec се занимава с тяхното търговско внедряване.

Размерът на самите фотоклетки не надвишава 4 милиметра, а фокусирането на слънчевата светлина върху тях се постига с помощта на помощни концентриращи лещи, благодарение на които наситената слънчева светлина се преобразува в електричество с ефективност, достигаща 47%.

Батерията съдържа четири pn кръстовища, така че четири различни връзки на фотоклетките могат ефективно да приемат и преобразуват излъчване със специфична дължина на вълната от слънчева светлина, концентрирана 297,3 пъти в диапазона на дължината на вълната от инфрачервен до ултравиолетов.

Изследователите, водени от Франк Димирот, първоначално си поставиха задача да отглеждат многослоен кристал и беше намерено решение - те покълнаха субстратите за отглеждане и в резултат на това се получи кристал с различни полупроводникови слоеве, с четири фотоелектрически субклетки.

Процесът на отглеждане се оказа по-сложен, отколкото при традиционното производство на силиконови батерии, но производителността на новите батерии се е удвоила. В допълнение, разходите за създаване на система с хъб са по-ниски, отколкото при създаването конвенционални соларни панели.

Многослойните соларни клетки отдавна се използват на космически кораби, но сега соларни станции вече са пуснати на тяхна база в 18 държави. Това става възможно чрез подобряване и намаляване на разходите за технологии. В резултат на това броят на страните, оборудвани с нови соларни станции, ще расте и има тенденция към конкуренция на пазара на индустриални слънчеви панели.

На второ място са соларни панели, базирани на трислойни слънчеви клетки Sharp, ефективността на които достига 44,4%. Индийният галиев фосфид е първият слой на фотоклетката, галиевият арсенид е вторият, арсенидът на индий галий е третият слой. Трите слоя са разделени с диелектрик, който служи за постигане на тунелния ефект.

Концентрацията на светлината върху фотоклетката се постига благодарение на лещата Fresnel, както при немските разработчици, светлината на слънцето е концентрирана 302 пъти и се преобразува от трислойна полупроводникова фотоклетка.

Изследванията върху развитието на тази технология се провеждат непрекъснато от Sharp от 2003 г. с подкрепата на NEDO, японска организация за публична администрация, която насърчава научноизследователската и развойна дейност, както и разпространението на индустриални, енергийни и екологични технологии. Към 2013 г. Sharp постигна рекорд от 44,4%.

Две години преди Sharp, през 2011 г., американската компания Solar Junction вече пусна подобни батерии, но с ефективност от 43,5%, елементите от които бяха с размери 5 на 5 мм, а фокусът беше направен и с лещи, концентриращи светлината на слънцето 400 пъти. Слънчевите клетки бяха три-кръстови на базата на германий и групата дори планираше да създаде пет и шест-кръстови слънчеви клетки, за да улавят по-добре спектъра. Изследванията продължават от компанията и до днес.

По този начин соларните батерии, направени в комбинация с концентратори, които, както виждаме, се произвеждат в Европа, Азия и Америка, имат най-висока рекордна ефективност. Но тези батерии са направени главно за изграждане на мащабни наземни соларни централи и за ефективно захранване на космически кораби.

Наскоро бе поставен рекорд в областта на обикновените потребителски слънчеви панели, които са на разположение на повечето, които искат да ги доставят, например, покрива на къща.

В средата на есента на 2015 г. компанията Ilona Mask SolarCity представи най-ефективните потребителски соларни панели, ефективността на които надвишава 22%.

Този показател е потвърден от измервания, направени от лабораторията за изпитване на възобновяема енергия. Заводът в Буфало вече определя производствен план за всеки ден - от 9 до 10 хиляди слънчеви панела, точните характеристики на които все още не са докладвани. Компанията вече планира да доставя поне 200 000 домове с батериите си годишно.

Факт е, че оптимизираният технологичен процес позволи на компанията значително да намали производствените разходи, като същевременно увеличи ефективността с 2 пъти в сравнение с широко разпространените потребителски силиконови слънчеви панели. Мъск е сигурен, че именно неговите слънчеви панели ще бъдат най-популярни сред собствениците на жилища в близко бъдеще.

Вижте също по тази тема:5 необичайни слънчеви панела на бъдещето