Поколения солнечных батарей в Магадане
Солнечная энергия – начало
Как бы банально это не звучало, но будущее именно за использованием солнечной энергии. Ученые подсчитали, что человечество нуждается в десяти миллиардах тонн топлива ежегодно. Солнце же поставляет около ста триллионов тонн. Но как их получить?
Солнечная батарея – вот выход. Точкой отсчета в развитии этой технологии считается 1839 год, когда А.Э. Беккерелем был открыт фотогальванический эффект – преобразование солнечной энергии в электрическую. Первый модуль для превращения энергии солнца был создан в 1883 году Ч. Фриттсом. Он использовал сочетание селена с золотом. КПД, правда, составлял лишь около 1%. Но это было только начало.
Поколения солнечных батарей
Солнечные батареи внедряются в нашу жизнь уже давно. Принцип их работы заключается в выработке электроэнергии из лучей солнца, поглощаемых фотоэлементом за счет разности потенциалов внутри него.
Технологии производства солнечных батарей постоянно развиваются с целью увеличения их КПД и удешевления производства. Для классификации этих технологий используется понятие «поколения солнечных батарей».
Первое поколение солнечных батарей представляет собой классические кремневые элементы 200-300 мкм в ширину. Они работают по принципу p-n перехода. Фотоны выталкивают из фотоэлемента электроны, последние движутся к зоне N, после чего проделав путь через цепь, соединяются с положительными зарядами. Движение электронов формирует напряжение.
Второе поколение имеет тот же принцип работы, но эти солнечные батареи созданы из других материалов: кадмия, смеси меди, галлия, теллурия, аморфного кремния и некоторых других. Ширина слоя этого материала не более 3 мкм.
Солнечные батареи третьего поколения работают без использования полупроводников. Технологии их создания разнообразны. Общим для них является то, что фотоэлементы создаются на базе органических полимеров.
На настоящем этапе времени существует шесть разновидностей солнечных батарей:
- монокристаллические (самый высокий КПД – до 26%, но должны все время быть направлены на солнце);
- поликристаллические (КПД до 18%, но хорошо себя показывают и в пасмурную погоду);
- аморфные (КПД всего до 9%, низкий срок службы, но работают даже в дождь и туман);
- полимерные (КПД до 6%, но имеют невысокую стоимость, будучи по структуре пленкой – не ломаются, легкие);
- гибридные.
Солнечные батареи на современном этапе
Кроме модернизации фотоэлементов с целью их удешевления и увеличения КПД, немаловажным является и их внешний вид, возможность использования в разрезе дизайнерских решений.
Одним из таких вариантов является солнечная черепица со встроенными фотоэлементами либо оконные стекла, на которых установлены тонкие полосы кремниевых фотоэлементов или сделано специальное полупрозрачное покрытие.
Сегодня ученые активно экспериментируют с материалами для создания солнечных батарей. Так, например, ученые Кембриджского университета разрабатывают солнечные батареи нового поколения на основе биологической энергии от фотосинтеза растений.
В ассортименте компании Ауринко современные солнечные батареи (моно- и поликристаллические, а также портативные устройства):
