Створено рекордні пластикові сонячні батареї

admin Новини технологій та техніки

Створено рекордні пластикові сонячні батареїНовий рекорд ефективності дешевих пластикових сонячних батарей встановлено дослідниками з Університету Каліфорнії в Лос-Анджелесі (США): їх виробам вдалося перетворити 10,6% сонячної енергії в електрику. Попередній рекорд, досягнутий влітку 2011 року, дорівнював 8,6%.

Метою команди дослідників, керованої Яном Яном, професором матеріалознавства та інжинірингу з Університету Каліфорнії в Лос-Анджелесі, було створення пластикових фотоелементів, які змогли б досягти показників масово випускаємих неорганічних сонячних батарей, залишаючись при цьому значно дешевшими. Новий світлоперетворюваний полімер, розроблений спільно з Sumitomo Chemical, дозволив наблизитися до вирішення цього завдання.

Виробляємі сьогодні кремнієві сонячні батареї, зрозуміло, здатні на куди більші ККД-подвиги. Кращі лабораторні результати для неорганічних фотоелементів прагнуть до 43%, і навіть промислово випускємі батареї дають 24%. Але ось коштують вони ... Щось на зразок $ 3 тис. на кіловат установленої потужності, а це в два-три рази дорожче, ніж у теплових електростанцій і великих ГЕС. Переваги полімерних сонячних батарей очевидні: вони гнучкі, легкі, дешеві у масовому виробництві. Але до недавнього часу все це переважує одним, але важливим недоліком - низьким ККД, зазвичай в районі 5-7%.

У новій полімерній батареї два шари. Перший, зовнішній, витягує енергію з видимого світлового випромінювання, а другий, під ним, - з інфрачервоного, теплового. Справа в тому, що зі зростанням температури продуктивність сонячних батарей падає. Отримуючи електрику від теплової енергії, другий шар ще й охолоджує фотоелемент, підтримуючи його ККД на більш високому рівні. Нагадаємо: кращі неорганічні фотоелементи теж складаються з шарів, кількість яких може доходити до восьми. Проблемою тут є їх вартість: восьмишарові фотоелементи на кремнієвій основі доводиться робити за стандартними радіоелектронними технологіям, що в разі сонячних батарей занадто дорого - ціни, прийнятні для мікросхем, непід'ємні для гектарних геліоелектростанцій. Полімери ж можуть «друкуватися» в рідкому вигляді, з подальшим застигання і не вимагають всіх цих вакуумних напилених та інших високотемпературних екологічно небезпечних процесів, які обходяться в копієчку.

Своєю новою метою професор Ян називає створення пластикового фотоелемента з ККД 15%. За його словами, хоча 10% вистачає для того, щоб конкурувати з тонкошаровим кремнієвими сонячними фотоелементами (які приблизно втричі дорожче пластикових), зазвичай будь-які фотоелементи в лабораторії показують ефективність в півтора разу вище, ніж у «полі», в основному через виробничо-технологічні проблеми (гіршу якість виготовлення в серії) і банальну запиленість (у великій енергетиці ніхто не буде посилати лаборанта чистити від пилу кожен квадратний сантиметр батареї).