Применение новых контактов обеспечивает скачок эффективности фотоэлементов

novye-kontakty-obespechivayut-skachok-effektivnosti-v-fotoelementahЭффективность фотоэлементов настолько высока, что теперь они уже в состоянии внести важный вклад в энергоснабжение, и этот вклад составил в Германии в прошлом году чуть менее 6%.

Но, несмотря на это, у такой эффективности все еще есть возможности для роста: только около 20% энергии, которая падает на фотоэлементы в качестве солнечных лучей, кремниевые фотоэлементы могут преобразовывать в электричество. 23%, если посмотреть на следующую большую надежду солнечной отрасли.

На это есть несколько причин. Не каждый фотоэлемент может оптимально преобразовывать разные цвета спектра солнечного света. И контакты, которые передают созданную электроэнергию, оказывают значительное влияние на уменьшение эффективности.

Ученые во всем мире устроили самую настоящую гонку, чтобы получить хотя бы еще несколько дополнительных процентов. Суперфотоэлемент должен при этом иметь не только высокую эффективность, но и быть более дешевым. В рамках совместного исследовательского проекта Института материалов и электронных компонентов (MBE) в Университете имени Лейбница в Ганновере и Института исследований солнечной энергии в Гамельне (ISFH) Удо Рёмеру удалось достичь прорыва с помощью новых контактов.

Он заложил основы повышения эффективности кремниевых фотоэлементов до 26%. Звучит, правда, как не очень -то и много. Но для ученых это качественный скачок. Потому что: «Не следует больше ожидать больших скачков в эффективности. Несколько процентов уже будут большим шагом вперед и сенсацией,» ясно дает понять Тобиас Витлер, который руководит докторской диссертацией Рёмера. Но до сих пор такой потенциал эффективности был определен только в лаборатории. Сейчас ученые работают над практическими испытаниями. Задача состоит в том, чтобы эта эффективность реализовывалась дешевым технологическим методом. Витлер: «Но мы полностью уверены, что с нашими контактами мы сделали шаг в правильном направлении.»

Разработка, которая считается новаторской в кругах специалистов, и за нее Рёмер и его коллега Франк Фельдманн из института Фраунгофера солнечных энергетических систем (ISE) получили «SolarWorld Junior Einstein Award». «Ему удалось изготовить лучшие в мире контакты, кроме того, он разработал основы теории этих контактов», говорится в сообщении жюри.

Чуть больше эффективности по низкой цене

До сих пор такая эффективность была получена только в лабораторных условиях, где коллега по исследованиям Удо Рёмера занимался прежде всего контактами. Различные слои кремния значительно уменьшают потери — Витлер поэтому «абсолютно уверен, что мы сделали с нашими контактами шаг в правильном направлении.»

В основном фотоэлемент состоит из чистого кремния, который захватывает свет и генерирует носителей заряда. Они же передаются дальше через металлические контакты — но до сих пор при их переходе от металла к кремнию возникают большие потери.

В рамках совместного исследовательского проекта Института материалов и электронных компонентов (MBE) в Университете имени Лейбница в Ганновере и Института исследований солнечной энергии в Гамельне (ISFH) исследователи почти приблизились к тому, что при помощи промежуточного изоляционного слоя такая передача происходит практически без потерь. У такой технологии, согласно Витлеру, есть еще одно важное преимущество: она лишь незначительно более сложная и, следовательно, немного дороже, чем в все ранее существовавшие технологические методы. Их технология могла бы окупиться за счет более высокой эффективности.

Рекордная эффективность не всегда имеет значение для рынка

Эта эффективность не является рекордом, рекорд был достигнут немецко-французской командой разработчиков в конце 2014 года и составляет сказочные 46%. Минусы: Так называемые многослойные фотоэлементы используют основу из германия, очень дорогостоящую и поэтому неконкурентоспособную. Кроме того, они могут быть использованы только в регионах с большим количеством прямых солнечных лучей, таких как южная Европа или Северная Африка. Panasonic до сих пор держит мировой рекорд с эффективностью 23,8% для кристаллических кремниевых фотоэлементов.

Прочие технологии фотоэлементов, такие как фотоэлементы с квантовыми точками и органические, все еще не дошли до такой эффективности. Университет Торонто достиг эффективности почти 11%. Эти фотоэлементы с ультратонким слоем квантовых точек точкой работают с наночастицами и обещают теоретическую эффективность более 40% при более низких производственных затратах, чем производство кремниевых фотоэлементов. То же самое относится и к фотоэлементам, изготовленным из органических соединений. Обзор всех существующих сегодня методов предоставляет Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) в США.

Примечание: В первом варианте текста мы писали, что эффективность 26 процентов в лаборатории уже была достигнута. Однако, это не так, — это всего лишь потенциальное значение эффективности.

Источник: http://www.wiwo.de/technologie/green/tech/photovoltaik-neue-kontakte-sorgen-fuer-wirkungsgrad-sprung-bei-solarzellen/14639792.html

Купить солнечные батареи Николаев – Херсон – Одесса – Киев: компания «SunNik»

 

Написать нам