Созданы рекордные пластиковые солнечные батареи

28.10.2015

Новый рекорд эффективности дешевых пластиковых солнечных батарей установлен исследователями из Университета Калифорнии …Целью команды исследователей, руководимой Яном Яном, профессором материаловедения и инжиниринга из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, было создание пластиковых фотоэлементов, которые смогли бы достичь показателей массово выпускаемых неорганических солнечных батарей, оставаясь при этом значительно более дешевыми. Новый светопреобразующий полимер, разработанный совместно с Sumitomo Chemical, позволил приблизиться к решению этой задачи.

Производящиеся сегодня кремниевые солнечные батареи, разумеется, способны на куда бóльшие КПД-подвиги. Лучшие лабораторные результаты для неорганических фотоэлементов стремятся к 43%, и даже промышленно выпускаемые батареи дают 24%. Но вот стоят они… Что-то вроде тыс. на киловатт установленной мощности, а это в два-три раза дороже, чем у тепловых электростанций и крупных ГЭС. Преимущества полимерных солнечных батарей очевидны: они гибки, легки, дешевы в массовом производстве. Но до недавнего времени все это перевешивалось одним, но важным недостатком низким КПД, обычно в районе 57%.

В новой полимерной батарее два слоя. Первый, внешний, извлекает энергию из видимого светового излучения, а второй, под ним, из инфракрасного, теплового. Дело в том, что с ростом температуры производительность солнечных батарей падает. Получая электричество от тепловой энергии, второй слой еще и охлаждает фотоэлемент, поддерживая его КПД на более высоком уровне. Напомним: лучшие неорганические фотоэлементы тоже состоят из слоев, количество которых может доходить до восьми. Проблемой здесь является их стоимость: восьмислойные фотоэлементы на кремниевой основе приходится делать по стандартным радиоэлектронным технологиям, что в случае солнечных батарей слишком дорого цены, приемлемые для микросхем, неподъемны для гектарных гелиоэлектростанций. Полимеры же могут печататься в жидком виде, с последующим застыванием и не требуют всех этих вакуумных напылений и иных высокотемпературных экологически небезопасных процессов, обходящихся в копеечку.

Своей новой целью профессор Ян называет создание пластикового фотоэлемента с КПД 15%. По его словам, хотя 10% хватает для того, чтобы конкурировать с тонкослойным кремниевым солнечным фотоэлементом (который примерно втрое дороже пластикового), обычно любые фотоэлементы в лаборатории показывают эффективность в полтора раз выше, чем в поле, в основном из-за производственно-технологических проблем (худшее качество изготовления в серии) и банальной запыленности (в большой энергетике никто не будет посылать лаборанта чистить от пыли каждый квадратный сантиметр батареи).

Источник: Компьюлента

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Confirm that you are not a bot - select a man with raised hand: