Группа немецких ученых из Института систем солнечной энергетики им. Фраунгофера успешно разработала из самого обычного и широко используемого монокристаллического кремния фотоэлемент с рекордным показателем КПД равным 26%.
Предложенная учеными технология существенно проще ранее предлагаемой Interdigitated Back Contact (IBC) с контактами на тыльной стороне ячеек и вполне может «упереться» в теоретический предел трансформирования солнечной энергии в электричество для кремния.
Солнечные панели и проблема современных технологий
На текущий момент из кремния производятся порядка 90% всех используемых солнечных панелей. И повысить КПД именно для такого типа панелей без существенного усложнения процесса производства и увеличения конечной стоимости изделия просто голубая мечта.
Для этих целей и была разработана технология IBC, согласно которой на тыльной стороне ячейки располагались оба токопроводящих контакта. В результате не происходит затенение панели и, таким образом, более качественно используется весь объем элемента для выработки электроэнергии.
И все бы ничего. Ведь IBC действительно позволила вплотную приблизиться к 26%, но при этом производство панелей по такой технологии оказалось существенно дороже, и солнечные ячейки, произведенные по такой технологии, оказались никому не нужными.
Немецким ученым удалось добиться существенного роста КПД другим путем. В перспективе можно будет добиться КПД в 27% и до теоретического предела кремния в 29,4% останется совсем немного.
Новый подход в производстве и рекордный КПД
Таких существенных успехов ученым удалось достичь благодаря следующим доработкам:
В основу новой ячейки был положен контакт TOPCon (контакт пассивированный туннельным оксидом). От реализуемых сейчас панелей новая панель отличается тем, что этот новый контакт расположен не сверху, а лежит по всей тыльной стороне ячейки.
Такой ход позволил выполнить легирование бором не всю переднюю поверхность, а только вторым, обычным оставшимся контактом.
Это не только упростило, но и сильно удешевило производство. Новую ячейку назвали TOPConRE. Произведенная таким образом ячейка показала не только высокий КПД, но также оказалась способна выдавать большее напряжение. При этом работа нового элемента так же сопровождается меньшими потерями.
Как заявили разработчики, созданная таким образом солнечная панель отвечает всем современным промышленным стандартам и уже сейчас готова к массовому производству и повсеместному использованию
Понравился материал? Тогда оцените его и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!