Солнечные батареи с рекордным КПД Рекордтық ПӘК-і бар күн батареялары

Солнечные батареи с рекордным КПД Рекордтық ПӘК-і бар күн батареялары

Солнечные батареи с рекордным КПД

Қазіргі нарықта күн батареялары арасындағы ПӘК рекордсмены - Германиядағы Фраунгофер атындағы гелиоэнергетикалық жүйелердің қоғам институтында көп қатпарлы фотоэлементтердің негізінде шығарылған күн батареялары болып табылады. 2005 жылдан бастап олардың коммерциялық енгізушіліктерімен Soitec компаниясы айналусыда.

Фотоэлементтердің өлшемі 4 миллиметрден аспайды, ал оларға күн сәулесінің шоғырлануы қосымша шоғырланған линзалар негізінде өтеді, ол арқылы қанық күн сәулелері 47 % ПӘК-тен электрге ауысады.

Фотоэлементтердің төрт түрлі түйіндері нақты толқынның ұзындығы бойына, инфрақызылдан ультракүлгін сәулелеріне дейінгі толқынның таралу аймағында 297,3 есеге дейін шоғырланған күн жарығында сәулеленуді қабылдап, өзгерту үшін батарея төрт p-n ауысымнан тұрады.

 Франк Димирот басшылығындағы зерттеушілер өз алдына көп қатпарлы кристалл өсіреміз деген мақсат қойған. Олар өсіруге арналған төсемдердерді өсіртіп, нәтижесінде төрт фотоэлектрлік ұяшықтары мен әртүрлі жартылайөткізгішті қатпарлары бар кристалл алған болатын.

Солнечные батареи Soitec
 
Солнечные батареи Soitec

Кремнийлі батареяларға қарағанда, өсіру үрдісі қиынырақ болды, алайда жаңа батареялардың өндірушілігі екі есе ұлғайды. Оның үстіне кәдімгі күн сәулелеріне қарағанда, шоғырланған жаңа жүйені құру үшін шығын аз жұмсалды.

Көпқатпарлы фотоэлементтер көптен бері ғарыш аппараттарында қолданылады , бірақ қазіргі кезде олардың негізінде 18 елде күн станциялары іске асты. Бұл жетілдіру мен технологияның арзандауы негізінде болады. Сайып келгенде, жаңа күн станцияларымен қамтамасыз етілген елдер саны өседі, күн батареялары нарығындағы бәсеке тенденциясы да артады.  

 

Екінші орында – Sharp үшқабатты фотоэлементтері негізіндегі күн батареялары, олардың ПӘК 44,4% жетті. Индий-галлий фосфиды – фотоэлементтің бірінші қабаты, галлий арсениды – екінші, индий-галлий арсениды – үшінші қабат. Үш қабат туннельды эффектке жеткізу үшін қажетті диэлектрикпен бөлінген. Фотоэлементте жарықтың шоғырлануы, неміс өндірушілеріндегідей, Френель линзасы арқылы іске асады. Күн жарығы 302 есеге дейін шоғырланып, үшқабатты шалаөткізгіш фотоэлементке айналады. 

Многослойные фотоэлементы

Екінші орында – Sharp үшқабатты фотоэлементтері негізіндегі күн батареялары, олардың ПӘК 44,4% жетті. Индий-галлий фосфиды – фотоэлементтің бірінші қабаты, галлий арсениды – екінші, индий-галлий арсениды – үшінші қабат. Үш қабат туннельды эффектке жеткізу үшін қажетті диэлектрикпен бөлінген.

Фотоэлементте жарықтың шоғырлануы, неміс өндірушілеріндегідей, Френель линзасы арқылы іске асады. Күн жарығы 302 есеге дейін шоғырланып, үшқабатты шалаөткізгіш фотоэлементке айналады. 

Солнечные батареи Sharp

Бұл технологияның дамуы жөніндегі ғылыми зерттеулер Sharp-пен үздіксіз жүргізілді. 2003 жылдан бастап ғылыми зерттеулер мен дамуға ықпал ететін, сонымен экологиялық, энергетикалық, өндірістік технологияларды тарататын NEDO – япон қоғамдық басқару ұйымы қолдауымен іске асуда.

 

Sharp-қа дейін, 2011 жылы, ПӘК 43,5%, элементтерінің өлшемі 5-те 5 мм болатын, күн сәулесінің шоғырлануы линза арқылы 400 есеге дейін баратын, аналогты батареяларды Solar Junction американдық компаниясы шығарған болатын. Фотоэлементтер германия негізінде үшкезекті болған, спектрдің жақсы болуы үшін, топ бес және алтыкезекті фотоэлементтер құруды да жоспарлаған болатын. Зерртеулер әлі күнге дейін жүргізілуде.

Осылайша, Еуропа, Азия және Америкада жасалатын, концентраттарымен қоса шығарылған күн батареяларының ПӘК-і максималды жоғары болып келеді. Бірақ бұл батареялар негізінен жер үстіндегі ірі масштабтағы күн электрстанцияларының салынуы мен ғарыштық аппараттардың тиімді электр жабдықтауы үшін жасалынады.

Solar Junction

Жақында қарапайым күн жиектерін пайдалану саласында рекорд қойылған болатын. Бұл жиектер үйдің шатырын жабдықтауға жарамды. 2015 жылдың күз ортасында Илона Маска «SolarCity» компаниясы ПӘК-і 22% асатын, ең тиімді деген тұтынушылық күн жиектерін таныстырған болатын. Бұл көрсеткішті Renewable Energy Test Center лабараториясында жүргізілген өлшімдер дәлелдеді. Баффалодағы зауыт күн сайынғы өндіріс жоспарын қоюда – 9-дан 10 мыңға дейін күн жиектері, нақты сипаттамалары әлі айтылмаған. 

наиболее эффективные потребительские солнечные панели

Компания өз батареяларымен әр жыл сайын 200000 үй жабдықтауды жоспарлауда. Оңтайланған технологиялық үрдіс кәсіпорынға өндірістің құнын арзандатуға мүмкіндік берді, бұл орайда кең таралған тұтынушылық кремний күн жиектеріне қарағанда ПӘК-ті 2 есе арттырды. Маск айтуы бойынша, болашақта үй иелері дәл оның күн жиектеріне сұранысты көп талап етеді.