Швейцарцы создали самые эффективные гибкие солнечные батареи

Новый мировой рекорд приближает время, когда энергия, выработанная с помощью солнечных батарей, сравняется по стоимости с электричеством от традиционных источников (фото EMPA).

Новая технология производства тонкоплёночных фотоэлектрических преобразователей позволила почти закрыть разрыв в КПД между такими батареями и массивными жёсткими элементами на базе мультикристаллического кремния.

Умельцы из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии (EMPA) показали солнечные батареи на тонкой полимерной плёнке с КПД в 18,7% (на фото под заголовком) и на стальной фольге — в 17,7%. В обоих классах — это рекорды, независимо проверенные сторонним институтом.

В роли чувствительного материала выступил хорошо известный селенид меди-индия-галлия (CIGS), не раз применявшийся как в гибких солнечных батареях, так и в жёстких ячейках с подложкой из стекла.

Увы, в случае гибкой подложки эффективность такого состава обычно невысока. Связано это с особенностями процесса производства: полимер не выдерживает высокую температуру и потому ключевые ингредиенты батареи приходится испарять и осаждать на подложке при 450 °C вместо 600 с лишним (как в случае со стеклянной основой). Но в низкотемпературном режиме нужные соединения и их промежуточные фазы переносятся на подложку слишком неравномерно, разные элементы начинают с разной скоростью просачиваться вниз, а в результате — плохо взаимодействуют между собой.

Швейцарцы разработали модификацию процесса испарения и осаждения, при которой достигается очень точный контроль за поведением галлия и индия и распределением всех нужных элементов по слоям. В итоге получилась батарея, в которой хорошо шли производство и сбор зарядов и были малы их потери на рекомбинацию. Так тонкоплёночные ячейки почти догнали в производительности массовые кремниевые панели.

Для сравнения, работавшие над той же самой задачей японцы три года назад добились КПД тонкоплёночных CIGS-батарей в 17,7% с керамической подложкой, 17,4% — на титановой фольге и «всего» в 14,7% — на тонкой полимерной плёнке.

При массовом производстве солнечные батареи такого типа будут заметно дешевле традиционных кремниевых. Это связано не столько с материалами, сколько с низким их расходом на квадратный метр готовой панели, с низкой массой подложки и с тем, что тонкоплёночные солнечные элементы можно быстро производить по рулонной технологии.

Серийным выпуском ячеек нового типа займётся стартап Flisom — компания, специализирующаяся на гибких солнечных батареях, которая сотрудничает с EMPA и другими швейцарскими лабораториями и институтами.

Подробности достижения можно найти в статье в Nature Materials и пресс-релизе EMPA.



Cоздан первый растягивающийся органический светодиод

31 августа 2011

Школьник создал солнечную установку по числам Фибоначчи

22 августа 2011

Солнечную энергетику России питает квант милосердия

15 августа 2011

Инженеры научились прятать электронику под татуировкой

15 августа 2011

Физики построили прозрачные литиевые батареи

26 июля 2011
  • Сергей Хухарев  22 сентября, 13:49
    Очень радует... Для такого состава хороший процент.
    ОтветитьНравится
  • Александр Горев  22 сентября, 14:06
    Насколько дешевле — не указали.
    ОтветитьНравится
  • Андрей Фирулин  22 сентября, 14:16
    тем не менее данные устройства будут стоить очень дорого, ибо не выгодно государству обеспечивать людей вечной, бесплатной электроэнергии даром
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  22 сентября, 14:56
    Где тут государство?
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  22 сентября, 14:57
    Производители СБ — частные фирмы. Цены дикутют затраты на производство и рыночная коньюнктура. Что до государств, то в Европе так правительства приплачивают частным покупателям. которые ставят у себя на крышаъ СБ — приличны
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  22 сентября, 14:58
    й процент от цены всей системы покрывают из бюджета.
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  22 сентября, 15:32
    Да человек просто сторонник заговоров, по моему тут обьяснять особо не стоит, это ближе к религии..
    ОтветитьНравится
  • Антон Куперблюм  25 сентября, 12:40
    «не выгодно государству обеспечивать людей вечной, бесплатной электроэнергии даром»
    эт смотря какому государству.
    в цивилизованных странах переход на солнечную энергетику идет полным ходом.
    ОтветитьНравится
  • Геннадий Кожемяко  22 сентября, 14:20
    Молодцы.... теперь можно будет крылья-фезюляжи самолетов обклеивать и дирижабли...
    ОтветитьНравится
  • Сергей Хухарев  22 сентября, 15:58
    По моему эти солнечные батарейки далеко не вечные, придется менять секций, значит цена нормальная будет — отнасительно....
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  22 сентября, 17:00
    Никакие не вечные. Вопрос в соотношении стоимости и срока службы и производительности. Посмотрим, во что выльется проект.
    ОтветитьНравится
  • Алексей Тертий  23 сентября, 14:24
    Их еще будут модернизировать. Еще много работы над этим видом энергии предстоит но люди это осилят)
    ОтветитьНравится
  • Александр Амелькин  23 сентября, 14:44
    Я вот, помнится, где-то читал, что классическая СБ за весь срок своей эксплуатации вырабатывает меньше энергии, чем потрачено совокупно на её производство (включая утилизацию/очистку отходов). Как там у этих батарей с этим делом, интересно?
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  23 сентября, 19:57
    В одной из веток на Мембране это «где-то читал» уже обсуждали. Вкратце — туфта. Энергию, затраченную на своё производство, СБ возвращает и раньше, чем закончится срок её эксплуатации. Кстати, «классические» кремниевые панели могут работать по четверть века. Да, параметры их потом падают, но ток всё же продолжает поступать. Думаю, у гибких батарей тут не должно быть особых проблем, так как их призводство менее энергозатратное.
    ОтветитьНравится
  • Артур Терегулов  25 сентября, 12:27
    Прорыв?
    ОтветитьНравится
  • Днями был на профильной выствке, у японцев были лучшие (из продаваемых сейчас) гибкие батареи с эффнективностью 8%
    ОтветитьНравится