Новые солнечные панели от Хевел – в числе мировых лидеров по эффективности. Гетероструктурные солнечные батареиСолнечные батареи Hevel - Микроморфные и гетероструктурные солнечные модулиРоссийский завод "Хевел" (HEVEL) - крупнейший отечественный производитель солнечных батарей (солнечных панелей, солнечных модулей) на основе микроморфной (тонкопленочной технологии). Весной 2017 года запущено производство передовых гетероструктурных солнечных модулей по новейшей технологии, обладающей высоким КПД. Преимуществами микроморфной тонкопленочной технологии являются низкая стоимость производства, экологичность, возможность улавливания рассеянного света, что существенно увеличивает выработку электроэнергии даже в условиях средней полосы России, а также возможность применять фотоэлектрические модули при строительстве и реконструкции объектов коммерческого, жилого строительства и объектов социального назначения в целях экономии электроэнергии, потребляемой из сети, а также автономного или резервного энергоснабжения. Технология производства компании базируется на применении микроморфных покрытий – «тонких пленок» на основе кремния, являющихся следующим поколением технологии, уже зарекомендовавшей себя на рынке – фотоэлектрических модулей на основе аморфного кремния. Типичная конструкция гетероструктурного солнечного элемента на основе аморфного и микроморфного кремния отличается от технологии прошлого поколения – аморфного кремния наличием наноструктурированного «микроморфного слоя», позволяющего преобразовывать более широкий спектр длин волн излучения, падающего на фотоэлектрический модуль, увеличивая тем самым КПД модуля. smartsystems21.ru Микроморфные солнечные модули Хевел | Солнечные батареиКомпания «Энергии солнца» является эксклюзивным поставщиком микроморфных фотоэлектрических солнечных модулей в Краснодарском крае, изготовленных по тонкоплёночной технологии. Эти модули производятся компанией ООО «Хевел» на производственных мощностях безусловного лидера этой отрасли, фирмы «Oerlikon Solar» (Швейцария). Изобретение и внедрение принципиально нового по своему строению фотоэлемента, стало возможным после изучения опыта эксплуатации солнечных элементов на основе аморфного кремния и разработке способа нанесения слоя кристаллического кремния нанометровой толщины. В результате инновационные фотоэлектрические модули представляют собой гетероструктурную конструкцию, в которой на базовый слой аморфного кремния, наносится слой кристаллического кремния, толщиной 25 нанометров. При этом, целенаправленное изменение ориентации атомов в структуре кристаллической решётки, приводит к уникальному эффекту прозрачности наноморфного кремния, для видимых лучей спектральной области света, но на порядок увеличивает его возможность преобразовывать инфракрасное излучение. Всё вместе это приводит к повышению КПД на 30% по сравнению с моно- и поликристаллическими модулями, уменьшению нагрева самих модулей и расширению рабочих диапазонов температур. Преимущества микроморфных солнечных модулей «Хевел»: 1. Ощутимое снижение стоимости. Фотоэлементы, созданные из аморфного кремния, по технологии «тонкой плёнки», в процессе производства используют революционные технологии 3D печати и их себестоимость при значительных объёмах существенно снижается. 2. Модули «Хевел»лишены производственного брака. Любой человек понимает, что делать такое заявление можно только имея веские аргументы. Но этот аргумент всего один. При производстве модулей «Хевел» была принципиально изменена технология самого процесса. Если остальные фотоэлементы производятся в условиях глубочайшего вакуума и космической стерильности, то для создания модулей «Хевел» применяется принципиально другая технология. Создать условия глубочайшего вакуума и идеальной стерильности крайне трудно. Но гораздо затратнее поддерживать их на должном уровне продолжительное время. Любое нарушение ведёт к браку в процессе производства. Поэтому при создании модулей «Хевел» прибегли к качественно иному методу, который можно сравнить с печатью на специальном принтере. Но вместе с принципиальным отсутствием производственного брака, революционно, на 3 (!) порядка, возросла скорость производства. 3. Растущая продолжительность эффективной эксплуатации. Дело в том, что технология, используемая при производстве модулей «Хевел» исключительно новая, прорывная. Самые первые образцы, созданные с использованием технологии «тонкой плёнки», были произведены в лабораториях НАСА 15 лет назад. По сведениям из официальных источников, эти элементы до сих пор работают в режиме повышенной эксплуатационной нагрузки и демонстрируют уникальные результаты. 4. Принципиальное изменение требований к условиям энергоэффективной эксплуатации. К этому привели новые свойства модулей созданных по технологии «тонкой плёнки»:
5. Использование в дизайнерских решениях. Применение при производстве фотоэлектрических модулей «Хевел» новейших материалов обладающих удивительными эксплуатационными качествами, открывает широчайшую дорогу в мир наружной отделки и уличных композиций. Модули «Хевел» можно интегрировать в любой вид отделки дома или садового участка. Есть прекрасная возможность скрытого монтажа путём встраивания их в элементы отделки здания (замена окон, остекление стен, и т.п.). 6. Удобство при монтаже. По сравнению с моно- и поликристаллическими модулями, панели «Хевел» не требуют соблюдения определенного угла наклона (30-50 градусов) при монтаже и могут размещаться как в вертикальной так и в горизонтальной плоскости. 7. Большая эффективность — скорейший возврат инвестиций. Производитель гарантирует снижение мощности в течении первых 10 лет эксплуатации не более чем на 10%. И не более чем на 20% за 25 лет непрерывного использования. На все модули имеются сертификаты Евросоюза и России. www.sunenergys.ru Микроморфные солнечные модули: подключить гетероэлектрик своими рукамиСовременные тенденции в развитии технологий направлены на сохранение природной среды, экономию ресурсов, безопасность для окружения. В условиях постоянно повышающихся цен на основные энергоносители как никогда остро стоит вопрос о поиске дешевой и эффективной альтернативы. На таких принципах как раз и созданы микроморфные солнечные модули. Энергия солнца – это бесплатный и мощный ресурс, опираясь на который разрабатываются современные энергетические технологии. Как устроены батареиРабота солнечных батарей основана на модифицировании энергии прямых солнечных лучей в электрическую. Главной составляющей являются фотоэлементы, которые и выполняют функцию преобразователя. Для производства фотоэлементов пользуются кремнием. Это вещество находится в земных недрах и его там достаточно большое количество (около 30%). Кремний перерабатывает солнечный свет, позволяя применять его в энергоснабжении. Гетероструктурные солнечные батареи – это технологии нового поколения. До того как стать такими, они прошли долгий путь и все продолжают совершенствоваться:
Читайте также:О характеристиках солнечных батарей Технологический процессЧтобы сделать гетеростуктурный солнечный модуль, используются тонкие пленочные пластины в несколько слоев. Для их получения берут разные полупроводники, у которых имеется разница по широте, там, где находится «запрещенная зона». В результате внутри двух близлежащих слоев возникают переходы. Возникновение гетеропереходов позволяет получать повышенное сосредоточение носителей, нежели это возможно в структурах с одним слоем. Микроморфный тонкопленочный солнечный модуль состоит из двух слоев полупроводников. В этом и заключается основное отличие от предшествующих моделей, в которых был только аморфный кремний. Благодаря микроморфному кремнию появилась возможность задействовать для преобразования в электричество больший охват световых лучей, что повышает его КПД. Другими словами, электричество будет вырабатываться солнечными батареями не только в ясную солнечную погоду, но и при рассеянных лучах при облачности неба. Это положительно сказывается на увеличении деятельности панелей. Из приятных моментов стоит отметить их небольшую стоимость и безопасность для окружающей среды. А еще эти солнечные модули являются красивым наружным элементом для отделки строений и при этом служат дополнительным источником энергии. Выпускаются энергопреобразующие панели компанией Hevel Solar по швейцарским технологиям. При номинальной мощности в 125 Вт батарея выдает напряжение 96,2 В. Температурный режим, при котором она активна, от -40°С до +90°С. Весит модуль около 26 кг. Как подключать батареиПри установке солнечных батарей своими руками для получения максимальной мощности нужно подготовить провод достаточной длины, чтобы соединить панели с контроллерами. Соединение панелей друг с другом должно быть последовательным, при этом нужно следить, чтобы они были одной мощности и напряжения. Нельзя допускать скручивания и спаивания проводов, чтобы в данных точках не произошло потерь энергии. При таком виде подключения не применяют соединение панелей, имеющих разное напряжение и мощности. При параллельном подсоединении нельзя использовать несколько панелей с разными напряжениями, но с разными мощностями разрешается. Правильно подобранные солнечные батареи, контроллеры, аккумуляторные кислотные батареи (АКБ) для токов панелей, корректно соединенные, даже при небольшом входном напряжении (12 вольт) будут выдавать высокий КПД. Гетероэлектрик – отечественная инновацияРоссийские ученые несколько лет назад сделали открытие – гетероэлектрик, который составляет основу «звездной батареи». В ней объединены гетероэлектрический конденсатор с гетероэлектрическим фотоэлементом, работают они в видимых и инфракрасных излучениях. Разница в их работе по сравнению с солнечными модулями в возможности преобразовывать энергию не только при солнечном и рассеянном свете, но и в ночной период. Гетероэлектрик помогает при управлении магнитным полем, а также при его трансформировании для производства оборудования с различными физическими свойствами. batteryk.com Солнечные батареи на полупроводниковых гетероструктурах будут производить в РоссииДата публикации: 9 сентября 2015 Совсем недавно в Пекине прошли большие торжества и военный парад, посвященные 70-летию победы во Второй Мировой войне. В эти дни китайцам повезло наблюдать редкое зрелище — ясную погоду над Пекином и его центральной площадью Тянь Ань Мэнь. Для того, чтобы провести торжества на высоком уровне, китайское правительство на несколько дней остановило работу множества промышленных предприятий в Пекине и его окрестностях, было существенно уменьшено число автомобилей на улицах города. Это было сделано для того, чтобы над Пекином было чистое небо и не было привычного уже для этого города смога. Ведь в некоторые дни Пекин выглядит так, как показано на этом фото: Смог в Пекине Такая же картина может ожидать и наши города, если не принять мер по борьбе с загрязнениями воздуха. А, как известно, одним из источников вредных выбросов в атмосферу являются электростанции, работающие на ископаемом топливе, в первую очередь это котельные и теплоэлектроцентрали, работающие на угле. Так что просто необходимо искать альтернативные источники энергии, которые не будут приводить к загрязнению воздушного пространства на нашими городами. И одним из перспективных направлений в решении этой задачи является использование солнечной энергии на основе фотоэлектрических преобразователей. В будущем солнечные батареи должны занять львиную долю на рынке электроснабжения, вытесняя более затратные и опасные с точки зрения экологии методы. По сообщениям отечественных специалистов, именно за солнечными батареями будущее электрических поставок. Они уже в ближайшем будущем могут оттеснить угольные и даже атомные станции, которые помимо пользы для человечества еще являются и опасными для экологической ситуации в регионе, где они расположены. К тому же недавно, а именно в августе текущего года, произошел значительное снижение стоимости кремния, который является важнейшей составляющей для разработки солнечных батарей. А ведь солнечные батареи на основе кремния в настоящее время являются основным видом фотоэлектрических преобразователей. И снижение стоимости кремния должно привести к снижению цены солнечных батарей, а следовательно, и к снижению цены получаемой на их основе электроэнергии, то есть к повышению экономической эффективности их использования. Одним из видов солнечных батарей на основе кремния являются батареи на полупроводниковых гетероструктурах — материалах, свойства которых нобелевский лауреат Жорес Алферов исследовал в 60-х годах, когда был еще только простым кандидатом физико-математических наук, а в 2000 году получил за это Нобелевскую премию по физике. Как сообщил корреспонденту ТАСС Евгений Теруков, заведующий лабораторией физико-химических свойств полупроводников Физико-технического института им. А.Ф.Йоффе (ФТИ РАН), заместитель генерального директора Научно-технического центра тонкопленочных технологий в энергетике, созданного при Физтехе, в 2016 году в России начнется производство солнечных батарей на основе изобретений Ж.Алферова. «Изобретение Жореса Ивановича станет основой второго поколения научно-исследовательских опытно-конструкторских работ (НИОКР) для массового производства российских солнечных батарей. Это стало возможно благодаря тому, что Китай обвалил рынок кремния — важнейшего компонента полупроводниковых гетероструктур. Он подешевел с 200 до 20 долларов, сравнявшись со стоимостью стекла», — сказал Теруков, уточнив, что технологии с применением идеологии гетероструктур поступят на производство в Новочебоксарске в середине 2016 года. Как изменится конструкция и КПД солнечных батарейИспользуемые сейчас тонкопленочные технологии предполагают нанесение кремниевого слоя в 2-3 микрона на стеклянную основу. Один элемент размером 1,1 на 1,4 квадратных метра дает 140 ватт при стоимости 8000 руб, КПД 10-12%, окупаемости за 10-12 лет и 20-летней гарантии. Стекло из конструкции убирают, заменяя его кристаллическим кремнием с применением полупроводниковых гетероструктур Алферова. В результате стоимость модуля снизится вдвое, а КПД возрастет вдвое, до 20%, то есть при тех же габаритах, модуль будет работать в 4 раза эффективнее, — рассказал Теруков. Усовершенствованные солнечные батареи предполагается использовать для создания автономных систем энергоснабжения мощностью от 100 кВт в местах, удаленных от электросетей — в Сибири, на Алтае, на Дальнем Востоке, а также для создания солнечных электростанций с мощностью от 10 МВт в тех же регионах, а также на Кавказе и в Крыму, — сообщил Теруков. Перспективность размещения солнечных батарей связана с количеством солнечных дней в году. Нобелевский лауреат вернулся в лабораториюРанее Нобелевский лауреат Жорес Алферов сообщил, что возвращается в экспериментальную физику и займется усовершенствованием солнечных батарей. «Практическая цель наших исследований — повышение эффективности солнечных батарей и новые принципы реализации интегральных схем», — рассказал Алферов корр. ТАСС. По мнению ученого, к середине XXI века получать, «упаковывать» и использовать энергию Солнца человеку станет выгоднее, чем получать энергию в результате горения нефтепродуктов и расщепления атомного ядра. «КПД солнечных батарей растет, уже через 10-15 лет фотоэлектроэнергетика станет очень экономически выгодной, а к середине XXI века может вытеснить энергию от горения углеводородов и атомную энергетику», — сказал ученый. Открытая лекция академика Российской академии наук, лауреата Нобелевской премии по физике, члена наблюдательного совета СГАУ Жореса Ивановича Алфёрова. Тема лекции: «Год света. Эффективная генерация и преобразование света». Он тут много говорит про роль фотовольтаических преобразователей. altenergiya.ru Солнечные батареи для дома, дачи и походаСолнечные батареи "Хевел" (HEVEL) - российского завода солнечных батарей на основе микроморфной (тонкопленочной технологии), расположенного в г. Новочебоксарск. Весной 2017 года стартовало производство передовых гетероструктурных солнечных модулей по новейшей технологии, обладающей высоким КПД, улучшенными показателями при работе в условиях отсутствия прямого солнца и низким температурным коэффициентом. Солнечные батареи Seraphim Solar самыми первыми прошли самый строгий в отрасли стресс-тест, известный как Thresher Test. В солнечных батареях Seraphim Eclipse используется новая технология сборки собственной разработки - так называемые "безразрывные" фотоэлементы. Применение данной технологии, помимо притягательного внешнего вида, позволило значительно повысить отдачу энергии с единицы площади (более высокий КПД) и ощутимо уменьшить воздействие фактора снижения срока службы солнечного модуля при затенениях вследствие эффекта "горячей точки" (локального нагрева). Солнечные батареи Axitec - высокоэффективные европейские фотоэлектрические модули премиум-класса с очень привлекательным соотношением "цена-качество", которые предлагаются нашим клиентам с максимальным гарантийным сроком - 12 лет. Импортируются в Россию напрямую, без длинной цепочки посредников, что позволяет держать цены на достаточно низком уровне. Axitec - выбор тех, кто ценит немецкое качество. Солнечные батареи ФСМ (FSM) и TopRaySolar изготовляются в Китае, однако обладают хорошим качеством, что позволяет производителю предоставлять гарантию на модули 10 лет. Средний КПД солнечной батареи из поликристаллического кремния составляет 13-16%, из монокристаллического кремния - 14-17%. Новейшие гетероструктурные солнечные батареи Хевел (HEVEL) обладают КПД более 20% (КПД ячеек 22%), что делает их одними из самых эффективных и привлекательных на российском рынке. Отличные эксплуатационные и технические характеристики в сочетании с доступной ценой делают эти фотоэлектрические модули хорошим выбором для электроснабжения маломощных удаленных объектов, дач и загородных домов. Тонкопленочные модули из аморфного кремния имеют КПД около 7-9%, но они лучше работают при высоких температурах и низкой освещенности. smartsystems21.ru Солнечная энергетика Подразделения Базовая магистерская кафедра фотоники диэлектриков и полупроводников Университет ИТМОСолнечные батареи уже более 50 лет являются основным источником энергопитания космических аппаратов, и в ближайшие десятилетия «околосолнечная» космическая энергетика будет основана преимущественно на полупроводниковых фотоэлектрических преобразователях. Повышение требований к бортовым системам космических аппаратов приводит к необходимости создания солнечных батарей (СБ), обладающих улучшенными энергетическими и эксплуатационными характеристиками и увеличенным ресурсом работы. Путем решения этих задач является повышение энергоэффективности каскадных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) на основе гетероструктур из арсенида галлия и родственных ему соединений. Учеными ФТИ им. А.Ф.Иоффе был внесен важный вклад в создание высокоэффективных гетероструктурных фотопреобразователей и космических батарей на их основе. Впервые в мире гетероструктурные AlGaAs/GaAs солнечные элементы были получены в 1969 году именно в ФТИ. С использованием результатов этих работ в НПО «Квант» было организовано промышленное производство нового поколения космических солнечных батарей, характеризующихся повышенной эффективностью и улучшенной радиационной стойкостью. Одна из таких батарей площадью 70 м2 была установлена в 1986 году на базовом модуле Космической станции «Мир» и проработала на станции весь срок эксплуатации без заметного снижения мощности. За последние 20 лет в ФТИ накоплен значительный опыт по созданию каскадных фотопреобразователей (http://pvlab.ioffe.ru). С использованием разработанной в ФТИ технологии в 2011 году было организовано опытное производство каскадных космических батарей на предприятии ОАО «Сатурн» (г. Краснодар). Использование каскадных СБ обеспечивает приблизительно двукратное увеличение удельного энергосъема и пропорциональное уменьшение размеров СБ, увеличение ресурса работы, а также снижение расхода топлива на доставку СБ на орбиту, ориентацию и стабилизацию космического аппарата. Одним из актуальных направлении развития экономики России является освоение инновационных научно-технических решений в области создания интеллектуальных энергосистем на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), предназначенных для повышения надежности и эффективности энергоснабжения населенных пунктов удаленных от централизованных сетей, а также развиваемых в регионах туристско-рекреационных зон, объектов бюджетной сферы, предприятий и других потребителей. Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии является наиболее перспективным направлением возобновляемой энергетики. В 2017 г. в мире было установлено солнечных батарей мощностью более 230 ГВт и темпы роста составляют 40-50 ГВт в год. Основным барьером в увеличении темпов развития фотоэнергетики является относительно высокая стоимость «солнечной» электроэнергии. Путями снижения стоимости являются: повышение КПД фотоэнергосистем и уменьшение расхода материалов для батарей. Эти цели достигаются в концентраторных фотоэнергосистемах нового поколения на основе гетероструктурных каскадных фотопреобразователей с КПД близким к 40% при концентрированном солнечном излучении. В этих фотоэнергосистемах обеспечивается снижение в 500-1000 раз площади и стоимости солнечных элементов пропорционально кратности концентрирования солнечного излучения. В ФТИ разработаны наземные каскадные фотопреобразователи и солнечные фотоэнергоустановки на их основе с концентраторами солнечного излучения. Сейчас КПД наземных каскадных GaInP/GaAs/Ge фотопреобразователей превышает 37%, что в 2-3 раза выше, чем в существующих кремниевых и тонкопленочных солнечных батареях. Увеличение КПД каскадных фотопреобразователей достигнуто за счет «расщепления» солнечного излучения на несколько спектральных интервалов и осуществления более эффективного преобразования энергии фотонов каждого из этих интервалов в определенной части полупроводниковой структуры. Модули с концентраторами излучения должны быть все время точно ориентированы на Солнце. В разработанных фотоэлектрических установках модули расположены на электронно-механической системе слежения, снабжённой датчиком положения Солнца. Такое конструктивное решение способствует снижению влияния ветровых нагрузок. Работая в полностью автоматическом режиме, установки расходуют на собственные нужды лишь около 0,1% от энергии, генерируемой размещенными на них модулями. Разработанные энергоустановки нового поколения с концентраторами солнечного излучения открывают перспективы существенного снижения стоимости получаемой электроэнергии за счет снижения площади солнечных элементов пропорционально кратности концентрирования солнечного излучения и увеличения в 2-3 раза удельной (с единицы площади) мощности батарей. Прецизионное отслеживание положения Солнца и улучшенная температурная стабильность КПД приводит к дополнительному увеличению на 30-40% количества электроэнергии, вырабатываемой концентраторными солнечными фотоэнергоустановками по сравнению с традиционными батареями без систем слежения. Фотоэнергоустановка на трекере башенного типа (1 кВт) на основе 2 592 каскадных ФЭП Фотоэнергоустановка на трекере башенного типа (1 кВт) на основе 2 592 каскадных ФЭП Другим направлением развития солнечной энергетики является использование тонкопленочных солнечных элементов, в частности на аморфном гидрогенизированном кремнии. Интерес к технологии тонкопленочных гидрогенизированных материалов на основе кремния в развитых странах инициирован экономическими соображениями и ее уникальными свойствами, позволяющими осаждать полупроводниковые и диэлектрические материалы приборного качества с характерной толщиной в сотни нанометров на площадях порядка несколько квадратных метров при температурах совместимых с использованием стекла и пластиков, что удовлетворяет требованиям электроники крупномасштабных устройств и является конкурентным преимуществом в фотовольтаике. Несмотря на то, что в настоящее время преобладают фотовольтаические преобразователи на основе монокристаллических материалов, доля тонкопленочной кремниевой фотовольтаики неуклонно растет, что связано с повышением ее эффективности, снижением себестоимости, большей энергоэффективностью и экологической чистотой технологии. В ФТИ начиная с 80-х годов проводятся работы в области технологии и физики этих материалов. Имеется существенный задел и внесен важный вклад в понимание процессов генерации и рекомбинации носителей в этих материалах, продемонстровны широкие возможности их использования в оптоэлектронике больших площадей Учитывая накопленный опыт в работе с этими материалами феврале прошлого года компанией Хевел при поддержке Реновы и Роснано совместно с ФТИ им. Иоффе был запущен первый в России научно-технический центр (http://tv-tc.ru), специализирующийся на проведении научно-исследовательских работ в области солнечной энергетики с трансфером последующих разработок на существующую промышленную площадку на заводе ОАО «Хевел» в г.Новочебоксары мощность 120 Мвт/ год.
В рамках этого проекта планировалась разработка трехкаскадного солнечного модуля, улучшение оптического поглощения света в активных слоях модуля, улучшение качества активных слоев в каскадах и гетеропереходов, улучшение дизайна модулей. Ожидаемый результат от этих улучшений - увеличение КПД модулей до 14–15 %. Резкое снижение цен на кристаллический кремний с 300 до 20 $/кГ за последние 5 лет заставило заняться задачей модернизации действующего производства ООО “Хевел”, под новую конкурентноспособную продукцию, используя существующие технологические линии завода. Решение, апробированное в НТЦ на технологическом оборудовании идентичном тому, которое имеется на ООО “Хевел”, состоит в использовании технологии изготовления солнечных элементов (СЭ) на основе кристаллического кремния (Heterojunction with Intrinsic Thin layer), базирующейся на формировании гетеропереходов a-Si:H/c-Si/a-Si:H. В условиях НТЦ, близких к производству, КПД составил 21%, что позволяет производить конкурентноспособную продукцию. Описание технологии HJT HJT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) технология была первоначально предложена компанией Sanyo Electric в 1991 г. Эта технология основана на применении низкотемпературной технологии формирования гетеропереходов при помощи тонких пленок гидронезированного аморфного кремния (a-Si:H), нанесенных на поверхность пластины кристаллического кремния (c-Si) методом плазмохимического осаждения (см. Рис.) Таким образом, HJT технология является гибридом классической технологии на основе c-Si и тонкопленочной технологии на основе a-Si:H. В качестве основы для изготовления солнечных элементов (СЭ) по технологии HJT используют пластины кристаллического кремния с электронным типом проводимости (n-тип). Для изготовления HJT элементов с эффективностью 20 % используют пластины толщиной около 200 мкм с временем жизни неосновных носителей заряда около 1 мс, при этом эффективность солнечных элементов HJT растет с уменьшением толщины пластины и увеличением времени жизни неосновных носителей заряда. Основными технологическими операциями, необходимыми для изготовления солнечных элементов по технологии HJT, являются:
Схематическое изображение конструкций классического СЭ на основе c-Si, HJT СЭ и тонкопленочного микроморфного СЭ
Солнечные элементы, изготовленные по технологии HJT, сочетают преимущества классических диффузионных элементов на основе c-Si и тонкопленочных элементов на основе аморфного кремния. Их эффективность на сегодняшний день достигает 24,7% для образцов с двухсторонними контактами и 25.7 % для образцов с односторонними контактами, что соответствует уровню рекордных величин для монокристаллического кремния. В то же время, подобно солнечным элементам на основе аморфного кремния, солнечные элементы HJT имеют низкий, по сравнению с классическими СЭ на основе c-Si, температурный коэффициент снижения мощности (см. Таблицу 2.1-1), что увеличивает выработку электроэнергии в реальных условиях эксплуатации. Кроме того, низкотемпературный процесс формирования таких структур позволяет использовать более тонкие пластины c-Si, и следовательно, снизить расходы материала, что невозможно в классической кремниевой технологии вследствие деформации пластин c-Si во время формировании перехода диффузией при высоких температурах. Таблица 2.1-1. Сравнение характеристик солнечных элементов HJT и классических элементов на основе кристаллического кремния
Опыт ФТИ им.А.Ф.Иоффе в области разработки новых типов преобразователей солнечной энергии и создании энергосистем на их основе неоценим при формировании национальных программ в области возобновляемых источников энергии. Для дальнейшего развития солнечной фотоэнергетики в РФ требуется решение следующих задач:
Руководители направления: Теруков Евгений Иванович, Панайотти Ирина Евгеньевна dsp.ifmo.ru Новые солнечные панели от Хевел – в числе мировых лидеров по эффективностиГруппа компаний «Хевел» (совместное предприятие Группы компаний «Ренова» и АО «РОСНАНО») завершила модернизацию технологической линии и увеличила мощность производственного комплекса по выпуску солнечных элементов и модулей до 160 МВт в год. Этот объём производства позволит на 50% обеспечить текущие (скромные) потребности российского рынка солнечной энергетики. Особенно примечательно, что завод, ранее выпускавший панели на основе микроморфного кремния (a-Si), начал выпуск солнечных модулей по принципиально новой технологии – гетероструктурной (Heterojunction – HJT). Её отличает высокая эффективность выработки электроэнергии: средний КПД ячеек составляет более 22%, а эффективность модулей: 20%. При этом в настоящее время средний показатель эффективности качественных серийных солнечных панелей в мире находится на уровне примерно 16%.
Таким образом, солнечные модули «Хевел» с эффективностью 20% — это на несколько процентов выше среднего мирового уровня, что является весьма существенным преимуществом в солнечной энергетике. Это — высшая лига отрасли. Использование таких модулей позволяет вырабатывать существенно больше электроэнергии на единицу площади, что особенно важно на рынках с дефицитом свободной земли и высокой плотностью населения. Если мы посмотрим на майский (текущего года) рейтинг эффективности солнечных панелей от EnergySage (таблица ниже), мы увидим, что только два производителя – Panasonic и SunPower — предлагают модули с более высокой эффективностью. Допускаю, что рейтинг может быть не полным, тем не менее, на первый взгляд, все основные имена в нем упомянуты.
Таким образом, новые гетероструктурные солнечные модули «Хевел» можно отнести к первой мировой тройке, (и уж, как минимум, к пятерке) производителей по показателю эффективности. Такое оборудование относится к премиальному сегменту рынка и обычно стоит существенно дороже менее эффективных «собратьев». Если компания сможет обеспечить конкурентоспособное ценовое предложение на свою продукцию, она имеет замечательные экспортные перспективы. Кроме того, новые модули «Хевел» эффективнее работают в условиях рассеянного света, а также при высоких и низких температурах, что существенно расширяет географию их применения. Одним из преимуществ завода стала гибкость производственного процесса: теперь технологическая линия выпускает не только солнечные модули, но и высокоэффективные ячейки, которые могут быть экспортированы для сборки модулей непосредственно в стране, где строятся солнечные электростанции. renen.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
