Ең жоғары сапалы күн панельдері - қара, монокристалды! Күн батареяларының өнімділігін арттыру Күн батареяларының тиімділігін салыстыру

Бүгінгі күні үйге арналған ең тиімді күн панельдері - бұл ерекше және жаңа нәрсе емес, жай ғана керемет балама энергия көзі. Бірақ нарықта осы типтегі құрылғылар неғұрлым көп пайда болса, адамдар соғұрлым жиі өздеріне сұрақ қояды: қайсысын таңдау керек? Қай күн панелі ең тиімді? Бірақ әркім үшін бұл ұғым әртүрлі тәсілдермен естіледі, өйткені ол бірқатар жеке қажеттіліктермен сипатталады және біз бұл туралы бұдан әрі айтатын боламыз.

Бастау үшін негізгі сұрақ «Ең тиімді күн панельдері қандай?» емес, « Баға мен сапаның ең жақсы үйлесімі қайда?» Сіздің үйіңіздің немесе бизнесіңіздің төбесінде он шақты күн батареясын қоюға болатын бос орын бар делік және сіз таңдау алдында тұрсыз: бірінші энергия тиімділігі класы бар құрылғыларды сатып алыңыз, яғни «А. «, немесе арзанырақ, бірақ тиімділігі төмен «В» класындағы панельдерге артықшылық бересіз бе? Мүмкін жауап сізді таң қалдырады, бірақ екінші нұсқа көп жағдайда орынды болады. Қарапайым тілмен айтсақ, қазіргі біздің басты міндетіміз – белгілі бір жағдайда күн энергиясының қайсысын пайдалану тиімді екенін анықтау.

Ең энергияны үнемдейтін күн панельдерінің үлгілері

Өткір. Бұл компанияның модельдері бойынша тиімділік индексі 44,4% құрайды. Өндіруші Sharp күн панельдерін өндіруде абсолютті әлемдік көшбасшы болып саналады. Бұл құрылғылар өте күрделі, мұндағы күн модульдері үш қабатты, өндірушілер оларды жасау технологиясын әзірлеуге бірнеше жыл жұмсады, осы кезеңде олар көптеген зерттеулер мен өз өнімдерін сынау жұмыстарын жүргізді. Басқа жеңілдетілген модельдер бар. Кейбір Sharp панельдерін жасау үшін қолданылатын технология оларды 37,9% тиімділікпен қамтамасыз етеді, бұл да өте көп. Құрылғылардың бағасы модульге күн сәулесін шоғырландыру үшін техникалық құрылғыларды қолданбағандықтан төмен.
Испандық зерттеу институтының (IES) панельдері. Олардың жұмысының тиімділігі 32,6 пайызды құрайды. Мұндай заманауи жоғары тиімді күн батареялары екі қабатты модульдері бар құрылғылар болып табылады, мұндай энергия көзінің құны алдыңғы өндірушімен салыстырғанда төмен, бірақ қарапайым тұрғын үй ғимараттары үшін бұл әлі де тым қымбат және қандай да бір жолмен мағынасыз.

Шындығында, бұл тізім тиімділікті төмендететін арзан модельдерді ескере отырып, ұзақ уақыт бойы жалғастырылуы мүмкін. Бірақ бәрі стандартты болып қалады: жоғары тиімділік - сәйкес баға, төмен тиімділік - арзан. Қарапайым модельдер ақылға сыймайтын бағамен ұсынылады, сіз мұны таңдаған кезде байқайсыз, бірақ біздің тақырыбымызға оралыңыз.

Атақты күн модульдерін өндірушілер

Бүгінгі күні күн батареяларының жұмысын зерттеуге аз уақыт жұмсалады деген пікір бар және кез келген альтернативті аккумулятордың негізгі құрамдас бөлігі болып табылатын кейбір фотоэлементтерді зерттеу бірінші орынға шықты. Бірақ бұл мәселе, әлсіз күн модульдері бар панельдер ешкімді қызықтырмайды, өйткені сатып алушылардың көпшілігі бірінші кезекте осыған назар аударады. Дәл осы модульдердің бұрыннан қалыптасқан нарығында көшбасшылар анықталды, оларды атап өткен жөн.

ПӘК 36% құрайтын құрылғыларды бірінші болып қайтарып алғандардың бірі, оларды компания шығарады Амоникс, оның өнімдері осы түрдегі тауарлары бар әрбір дерлік дүкенде бар. Тұрмыстық мақсаттарда мұндай Amonix модульдері әдетте пайдаланылмайды, өйткені олар арнайы концентраторлар арқылы шығарылады.
Энергия тиімділігі индексі 21,5% болатын күн модульдерімен өту мүмкін емес, олардың өндірушісі - танымал американдық бренд. күн қуатыбұл нарықта ұзақ уақыт болды. Бұл кәсіпорын белгілі бір дәрежеде тиімділік бойынша рекорд орната алды. Мысалы, Sun Power SPR-327NE-WHT-D үлгісі далалық сынақтан кейін үздік деп танылды. Сонымен қатар, үздіктер тізімі рейтингіндегі келесі екі орынды да осы компанияның өнімдері иеленді.
Сондай-ақ тиімділігі 17,4% жұқа пленкалы модульдер туралы ойланайық - бұл өнім. Q-жасушалары. Бір кездері бұл неміс компаниясының құрылғылары танымал болуды тоқтатты және сұранысқа ие болды, Q-Cells банкротқа ұшырады, бірақ кейін оны кореялық Hanwha компаниясы сатып алды, ал бүгінгі күні бренд модульдері сатылым тұрғысынан қайтадан қарқын алуда.
Біз одан әрі, яғни тиімділігі аз күн модульдеріне көшеміз. 16,1% бізге құрылғыларды береді Бірінші Күн, олар кадмий-теллурдың арнайы конверсиясы негізінде өндіріледі. Бұл түрдегі құрылғылар тұрғын үйлерге орнатылмайды, бірақ бұл компанияның айналымына ешқандай әсер етпейді және олар өте кең. First Solar АҚШ нарығында көбірек танымал: компанияның өзі АҚШ-тан келеді. Бұл брендтің модульдері көптеген салаларда қолданылады, сондықтан компания тамаша айналымға ие және әмбебап тануға ие болды, өйткені ол шынымен сенімді өнімді жасайды.
Бұл жерде соңғы мысал ретінде аталған компанияның тиімділігі 15,5% болатын күн модульдері болады MiaSole. Бұл брендтің құрылғылары икемді модульдер арасында ең жақсы деп танылды. Иә, осы типтегі номиналды құрылғылар кейде әртүрлі құрылымдарда орнату үшін қажет.

Үйге немесе үлкен өндірістік залға арналған қуатты күн батареяларын іздегенде, баға/сапаның арақатынасын ғана емес, брендті де басшылыққа алыңыз. Мұндай маңызды мәселелерде өздерін үздік деп таныған өндірушілерге сену керек. Егер сіз күн панельдерін құрастыру және орнату бойынша сарапшы болмасаңыз, таңдауға қаншалықты мұқият қарасаңыз да, әр модельді беріктікке, беріктікке, үнемділікке және басқа параметрлерге тексеру мүмкін емес, сондықтан атауға сенген дұрыс. .

Бүгінгі күні көптеген эксперименттер жүргізілді, олардың нәтижелері сізге көмектесуі мүмкін. Күн панельдерін іздеген кезде, сонымен қатар өзіңіздің қажеттіліктеріңізге және төлем қабілеттіліктеріңізге назар аударыңыз - тұрғын үй ғимаратына құрылғыны орнатудың қажеті жоқ, оны әзірлеу NASA үшін жасалған.

Бүгінгі күні нарықта қол жетімді күн батареялары арасында тиімділік бойынша рекордшы, Германиядағы Фраунгофер қоғамының Күн энергиясы жүйелері институты көп қабатты фотоэлектрлік элементтерге негізделген күн батареяларын әзірледі. 2005 жылдан бастап Soitec оларды коммерцияландыруда.

Күн батареяларының өлшемі 4 миллиметрден аспайды және оларға күн сәулесінің фокусталуына көмекші шоғырландырғыш линзаларды қолдану арқылы қол жеткізіледі, соның арқасында қаныққан күн сәулесі 47% -ға дейін тиімділікпен электр энергиясына айналады.

Фотоэлементтің төрт түрлі бөлімі 297,3 есе шоғырланған күн сәулесінен инфрақызылдан ультракүлгінге дейінгі толқын ұзындығы диапазонында белгілі бір толқын ұзындығы бар радиацияны тиімді қабылдап, түрлендіре алатындай батареяда төрт p-n өтуі бар.

Фрэнк Димирот бастаған зерттеушілер бастапқыда көп қабатты кристалды өсіру міндетін қойды және шешім табылды - олар өсу субстраттарын біріктірді, нәтижесінде төрт фотоэлектрлік субклеткалары бар әртүрлі жартылай өткізгіш қабаттары бар кристал болды.

Көпқабатты фотоэлектрлік элементтер ғарыш аппараттарында бұрыннан қолданылған, бірақ қазір олардың негізіндегі күн станциялары 18 елде іске қосылды. Бұл технологияны жетілдіру және құнын төмендету есебінен мүмкін болады. Нәтижесінде жаңа күн станцияларымен қамтамасыз етілетін елдердің саны артып, өнеркәсіптік күн нарығында бәсекелестік үрдісі байқалады.

Екінші орында үш қабатты Sharp фотоэлементтері негізіндегі күн батареялары тұр, олардың тиімділігі 44,4%-ға жетті. Индий-галий фосфиді - күн элементінің бірінші қабаты, галлий арсениді - екінші, индий-галий арсениді - үшінші қабат. Үш қабат туннель әсеріне жету үшін қызмет ететін диэлектрикпен бөлінген.

Фотоэлементтегі жарықтың концентрациясы неміс әзірлеушілері сияқты Френель линзасының арқасында қол жеткізіледі - күн сәулесі 302 рет шоғырланып, үш қабатты жартылай өткізгіш фотоэлемент арқылы түрленеді.

2003 жылдан бастап Sharp ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарға, сондай-ақ өнеркәсіптік, энергетикалық және экологиялық технологияларды таратуға жәрдемдесетін NEDO жапондық мемлекеттік басқару ұйымының қолдауымен осы технологияны дамыту бойынша ғылыми зерттеулерді үздіксіз жүргізіп келеді. 2013 жылға қарай Sharp 44,4% рекордтық көрсеткішке қол жеткізді.

Sharp-тен екі жыл бұрын, 2011 жылы американдық Solar Junction компаниясы осындай батареяларды шығарған болатын, бірақ тиімділігі 43,5%, элементтері 5-тен 5 мм-ге дейін болатын және фокустау сонымен қатар линзалар арқылы жүзеге асырылды. Күннің жарығы 400 рет. Фотоэлектрлік ұяшықтар германий негізіндегі үш қосылыс болды және топ спектрді жақсырақ түсіру үшін тіпті бес және алты қосылыс фотоэлементтерін жасауды жоспарлады. Бүгінгі күнге дейін компания тарапынан зерттеулер жүргізілуде.

Осылайша, Еуропада, Азияда және Америкада өндірілетін байыту фабрикаларымен біріктірілген күн панельдері рекордтық тиімділікке ие. Бірақ бұл аккумуляторлар негізінен жерүсті кең ауқымды күн электр станцияларын салу және ғарыш аппараттарын тиімді электрмен қамтамасыз ету үшін жасалған.

Жақында кәдімгі тұтынушылық күн батареялары саласында рекорд орнатылды, олармен қамтамасыз еткісі келетін адамдардың көпшілігі қол жетімді, мысалы, үйдің шатыры.

2015 жылдың күзінің ортасында Илон Масктың SolarCity компаниясы тиімділігі 22%-дан асатын ең тиімді тұтынушы күн батареяларын ұсынды.

Бұл көрсеткіш жаңартылатын энергия көздерін сынау орталығының зертханасы жүргізген өлшеулермен расталды. Буффало зауыты қазірдің өзінде 9 000-нан 10 000-ға дейін күн панельдерін өндіруді белгілеп отыр, олардың нақты сипаттамалары әлі жарияланбаған. Компания қазірдің өзінде жыл сайын кемінде 200 000 үйді аккумулятормен қамтамасыз етуді жоспарлап отыр.

Өйткені, оңтайландырылған технологиялық процесс кәсіпорынға өнімнің өзіндік құнын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік берді, сонымен бірге кең таралған кремний күн панельдерімен салыстырғанда тиімділікті 2 есеге арттырды. Маск оның күн батареялары жақын болашақта үй иелерінің ең танымалы болатынына сенімді.

жаңа өнертабыс емес. Жарты ғасырдан астам уақыт бойы адамзат күн радиациясын әртүрлі құрылғылар мен құрылғыларды электр қуатымен қамтамасыз ету үшін пайдаланып келеді. Дегенмен, мұндай типтегі батареялар әлі де кең тараған жоқ және басқа энергия тасымалдаушыларын нарықтан шығаруға мәжбүрлеген жоқ. Мұның себептерінің бірі - күн панельдерінің тиімділігі әрқашан жеткіліксіз.

Күн панелі немесе аккумулятор - күн радиациясындағы энергияны электр энергиясына түрлендіруге қабілетті құрылғы.

көптеген факторларға байланысты:

материалдар;
ауа райы;
Батарея Түрі.

Жеке пайдалану үшін кеңінен қолданылатын стандартты тиімді күн панельдері , шамамен 20% деп есептеледі. Құрылғылардың кейбір түрлері үшін бұл көрсеткіш жоғары, кейбіреулері үшін төмен болады. Бірақ бұл орташа көрсеткіш. Бұл мән батареяға түскен жарықтың қанша пайызы электр энергиясына айналғанын көрсетеді.

Әрине, бұл өте жуық анықтама, бірақ жалпы алғанда бұл дұрыс. Зертханаларда тиімділігі 50 және тіпті 100% болатын батареялар жасалды. Бірақ әзірге бұл тек прототиптер.

кремний панельдері

Жартылай өткізгіш ретінде таза кремнийді пайдаланатын күн панельдерінің мінсіз тиімділігі алынған жалпы жарықтың 34% құрайды. Аз жарық жағдайында, диффузиялық жарықпен батареялар аз жарық түсіретінін және осы 34% сандық көрсеткіштің төмендейтінін есте ұстаған жөн.

кремний панельдері жарқын жарықта жақсы жұмыс істейді, бірақ диффузиялық жарықта тиімсіз.
Поликристалды тиімділігі төмен, бірақ аз жарық жағдайында жақсы жұмыс істейді.
(жұқа пленка) панельдер сыртқы жарықта да тиімді.

гибридті панельдер

Кремний құрылғыларының тиімділігі салыстырмалы түрде төмен, өйткені олар энергияны спектрдің қызыл бөлігінде ғана қабылдай алады. Көгілдірдің энергиясы, ең қуатты фотон, пайдаланылмаған күйінде қалады. Бүкіл әлем ғалымдары бұл мәселені шешу үшін белсенді түрде жұмыс істеуде.

Ұсынылған нұсқалардың бірі хош иісті көміртегі пентаценін және PbS химиялық қосылысын пайдалану болып табылады. Бұл комбинация сізге көбірек электрон алуға және нәтижесінде көбірек энергия жасауға мүмкіндік береді.

Ең тиімді күн панельдері әр қабат өз міндетін атқаратын көп қабатты ұяшықтар болып табылады. Бұл батареялардың тиімділігі 87% жетуі мүмкін. Бірақ жаппай өндірісте бұл технологиялар әлі қолданылмайды. Қабаттар саны артқан сайын батареяның құны да артады. 87% тиімділікке қол жеткізу үшін сізге өте қымбат күн батареясын жасауға тура келеді.

Перовскит минералына негізделген құрылғылар өте перспективалы. Енді олар кремнийге қарағанда тиімді емес, бірақ бұл технологияның жаңалығына байланысты. Қолжетімді сынақ нәтижелері олардың болашақта баламалы энергия нарығында бірінші орынды иеленуге қабілетті екенін көрсетеді.

Күн батареяларының тиімділігі олардың орналасуына тікелей байланысты. Олар жұмыс бетімен оңтүстікке қарап, олар орналасқан нүктенің ендігіне тең бұрышпен көлбеу болуы керек. Панельдерді, мысалы, көрші ғимараттың көлеңкесі түсетін етіп орналастыруға болмайды.

Қыста кездесетін мәселе - жұмыс бетін жауып тұрған қар. Жалпы алғанда, мұнда бірнеше шешімдер бар: қолмен тазалау немесе көлбеу бұрышын өзгерту. Батареялардың тиімділігін арттыратын пайдалы құрылғы - күн сәулесінің артынан панельді айналдыратын трекер.

Жүйенің қатты қызып кетпеуін қамтамасыз ету маңызды, себебі қызып кету фотоэлектрлік әсерді әлсіретеді. Желдеткіш батареяны орнату арқылы мұны болдырмауға болады. Жұмыс бетіндегі шаң да өндірілетін энергия мөлшерін азайтады. Жүйені кем дегенде екі жылда бір рет тазалау керек.

Бүгінгі күні олардың құнының маңызды критерийі болып табылатын күн жүйесінің тиімділігі тұжырымдамасының айналасында көптеген шатасулар бар. Күн батареясының тиімділігі концепциясы панельге түсетін күн сәулесінің пайызын білдіреді, одан әрі пайдалану кезінде электр энергиясына айналады. Күн батареяларына арналған әртүрлі материалдар әртүрлі тиімділікті тудырады, тіпті бір өндіруші компаниялардың конверсиялық тиімділігі әртүрлі. Тиімділікті арттыру - күн энергиясының шығындарын азайтудың ең жақсы жолы.

Күн батареясының тиімділігі өндірісте шикізат ретінде пайдаланылатын плиталардың тазалығына байланысты. Сонымен қатар, панельдің монокристалды немесе поликристалды болуы өте маңызды. Көптеген ірі компаниялар күн энергиясын аяусыз пайдалану шығындарын азайтуға, тиімділікті арттыруға күш салуда.

Әр түрлі жасушалар мен әртүрлі технологияларға негізделген күн батареяларының жалпы тиімділік диапазонын қарастырыңыз.

Келесілер бар - поликристалды немесе монокристалды кремний. Көп күн батареялары монокристалды батареяларға қарағанда тиімділігі төмен.

Күн батареясының тиімділігі кәдімгі монокристалды кремний үшін 12%-дан 20%-ға дейін өзгеруі мүмкін. Әдетте орнатылған қондырғыларда есептелген тиімділік 15% құрайды және кремнийдің өзінің өнімділік түріне байланысты. Кейбір әлемдік өндірушілер өз шығындарын азайту және осы бәсекеге қабілетті саладағы бәсекелестерден озып кету үшін тиімділікті үнемі арттырып отырады. Басқалары ауқымды өндірісті қолдану арқылы кристалды күн батареяларының тиімділігін арттырады.

Поликристалды күн батареяларының құны монокристалдыға қарағанда төмен және тиімділігі 14-17% диапазонында.

Жұқа пленка технологиясы, көміртекті кремнийлі материалдардан айырмашылығы, бірқатар артықшылықтарға ие.

C-Si аморфты кремний технологиялары ең төмен орташа тиімділікке ие, бірақ олар ең арзан.

Тиімділікті арттыруда мыс-индий-галий-сульфид (CIGS) және кадмий-теллур (Cd-Te) ең үлкен әлеуетке ие. Көптеген өндірушілер бұл технологияның дамуын алға жылжытуда және өз үлгілерінің ең жоғары тиімділік көрсеткіштерінің бірін ұсынып, оны 19% ұлғайтады. Олар бұл мәнге бірнеше әдістерді, соның ішінде бұрыштан көбірек жарық түсіре алатын шағылыстыратын жабындарды қолдану арқылы қол жеткізді.

Егер сіз материалға емес, жалпы өлшемдерге тәуелділікті негіздесеңіз, тиімділік неғұрлым жоғары болса, батареялардың жұмыс бетінің қажетті ауданы соғұрлым аз болады.

Орташа пайыздық көрсеткіш сәл төмен болып көрінгенімен, жабдықты дәл орнату кезінде, қуат қажеттіліктерін өтеу үшін жеткілікті қуатпен өзгерту оңай.

Күн массивтерінің тиімділігіне әсер ететін факторларға мыналар жатады:

Монтаждау бетінің бағыты
Төбесі оңтүстікке қарайтын болуы керек, бірақ дизайн сапасы көбінесе басқа бағыттарды өтей алады.

Еңкейту бұрышы
Бетінің биіктігі мен еңісі жыл ішінде орташа тәулікте түсетін күн сәулесінің сағат санына әсер етуі мүмкін. Ірі коммерциялық жүйелерде күндізгі уақытта күн сәулесінің бұрышын автоматты түрде өзгертетін күн бақылау жүйелері бар. Әдетте тұрғын үй қондырғылары үшін пайдаланылмайды.

Температура
Көптеген панельдер пайдалану кезінде қызады. Сондықтан, әдетте салқындатқыш ауаның жеткілікті ағынын қамтамасыз ету үшін олар шатыр деңгейінен сәл жоғары орнатылуы керек.

Көлеңке
Негізінде көлеңке күн энергиясының жауы болып табылады.Қолданбалы монтаждық дизайнды таңдағанда, тіпті бір панельдегі аздаған көлеңке барлық басқа элементтердегі энергия өндірісін тоқтата алады.Жүйені жобаламас бұрын, оның көлеңкесін егжей-тегжейлі талдау керек. монтаждау беті жыл бойы көлеңке мен күн сәулесінің ықтимал пішіндерін анықтау үшін жүзеге асырылады. Содан кейін жасалған қорытындыларды тексере отырып, тағы бір егжей-тегжейлі талдау жүргізіледі.

Өнеркәсіптік масштабтағы жоғары тиімді күн жүйелері бар қарапайым күн панельдері жер бетінен 80 см биіктіктегі қадаларға орнатылады, күннің қозғалысы бойымен шығыстан батысқа қарай 25 градус бұрышта орналасқан.

Соңғы жылдары күн энергетикасы осындай қарқынды дамып келеді.

Соңғы уақытта күн энергетикасының қарқынды дамып келе жатқаны сонша, 10 жыл ішінде күн электр қуатының дүние жүзіндегі жылдық электр энергиясын өндірудегі үлесі 2006 жылғы 0,02%-дан 2016 жылы шамамен бір пайызға дейін өсті.

Дамба Күн саябағы - әлемдегі ең үлкен СПП. Қуаты 850 мегаватт.

Күн электр станциялары үшін негізгі материал кремний болып табылады, оның жердегі қоры іс жүзінде сарқылмайтын. Бір мәселе - кремнийлі күн батареяларының тиімділігі көп нәрсені қаламайды. Ең тиімді күн панельдерінің тиімділігі 23% аспайды. Ал орташа тиімділік көрсеткіші 16%-дан 18%-ға дейін. Сондықтан, күн фотоэлектрлерімен айналысатын бүкіл әлем зерттеушілері күн фотоконвертерлерін қымбат электр энергиясын жеткізуші бейнесінен босату үшін жұмыс істеуде.

Күн суперклеткасын жасау үшін нағыз күрес басталды. Негізгі критерийлер жоғары тиімділік пен төмен баға болып табылады. АҚШ-тағы Ұлттық жаңартылатын энергия зертханасы (NREL) тіпті осы күрестің аралық нәтижелерін көрсететін мерзімді бюллетень шығарады. Әр нөмірде жеңімпаздар мен жеңілгендер, аутсайдерлер мен осы жарысқа кездейсоқ араласып кеткен жаңашылдар көрсетіледі.

Жетекші: көпқабатты күн батареясы

Бұл гелий түрлендіргіштері әртүрлі материалдардан, соның ішінде перовскиттен, кремнийден және жұқа пленкалардан тұратын сэндвичке ұқсайды. Әрбір қабат белгілі бір толқын ұзындығындағы жарықты ғана жұтады. Нәтижесінде бұл көпқабатты гелий жасушалары бірдей жұмыс бетінің ауданы үшін басқаларға қарағанда айтарлықтай көп энергия шығарады.

Көп қабатты фотоконвертерлердің тиімділігінің рекордтық мәніне 2014 жылдың соңында Фраунгофер күн энергиясы жүйелері институтында доктор Франк Димрот басқарған неміс-француз бірлескен зерттеу тобы қол жеткізді. 46% тиімділікке қол жеткізілді. Бұл фантастикалық өнімділік мәні Жапониядағы ең ірі метрологиялық орталық NMIJ/AIST тәуелсіз зерттеуімен расталды.

Көп қабатты күн батареясы. Тиімділік - 46%

Бұл жасушалар төрт қабаттан және оларға күн сәулесін шоғырландыратын линзадан тұрады. Кемшіліктер субстрат құрылымында германийдің болуын қамтиды, бұл күн модулінің құнын біршама арттырады. Бірақ көп қабатты жасушалардың барлық кемшіліктері түпкілікті жойылды және зерттеушілер жақын арада олардың дамуы зертханалардың қабырғаларынан үлкен әлемге шығатынына сенімді.

Жылдың жаңа ойыншысы - Перовскит

Көшбасшылар жарысына күтпеген жерден жаңадан келген перовскит араласты. Перовскит - белгілі бір текше кристалдық құрылымы бар барлық материалдардың жалпы атауы. Перовскиттер бұрыннан белгілі болғанымен, осы материалдардан жасалған күн батареяларын зерттеу 2006-2008 жылдар аралығында ғана басталды. Алғашқы нәтижелер көңіл көншітпейді: перовскиттік фотоконвертерлердің тиімділігі 2%-дан аспады. Сонымен бірге, есептеулер бұл көрсеткіштің одан да жоғары болуы мүмкін екенін көрсетті. Шынында да, бірқатар сәтті эксперименттерден кейін корейлік зерттеушілер 2016 жылдың наурыз айында 22% расталған тиімділікке ие болды, бұл өзі қазірдің өзінде сенсацияға айналды.

Перовскит күн батареясы

Перовскит жасушаларының артықшылығы - ұқсас кремний жасушаларына қарағанда, олармен жұмыс істеу ыңғайлы және өндіру оңай. Перовскиттік фотоконвертерлерді жаппай өндіру кезінде бір ватт электр энергиясының бағасы $0,10 жетуі мүмкін. Бірақ сарапшылардың пайымдауынша, перовскиттік гелий жасушалары максималды тиімділікке қол жеткізіп, өнеркәсіптік көлемде шығарыла бастағанға дейін «кремний» ватт электр энергиясының құны айтарлықтай төмендеп, бірдей деңгейге $0,10 жетуі мүмкін.

Эксперименттік: кванттық нүктелер және органикалық күн жасушалары

Күн фотоконвертерінің бұл түрі әлі де дамудың бастапқы кезеңінде және әлі бар гелий жасушаларына елеулі бәсекелес ретінде қарастырыла алмайды. Соған қарамастан әзірлеуші – Торонто университеті – теориялық есептеулерге сәйкес, нанобөлшектерге – кванттық нүктелерге негізделген күн батареяларының тиімділігі 40%-дан жоғары болады деп мәлімдейді. Канадалық ғалымдардың өнертабысының мәні нанобөлшектер – кванттық нүктелер спектрдің әртүрлі диапазонында жарықты жұта алады. Осы кванттық нүктелердің өлшемін өзгерту арқылы фотоконвертер жұмысының оңтайлы диапазонын таңдауға болады.

Кванттық нүктелерге негізделген күн батареясы

Ал бұл наноқабатты кез келген, соның ішінде мөлдір, негізге бүрку арқылы жағуға болатынын ескерсек, бұл жаңалықтың тәжірибелік қолданылуында перспективалы перспективалар байқалады. Бүгінгі таңда зертханаларда кванттық нүктелермен жұмыс істегенде 11,5% ғана тиімділік көрсеткішіне қол жеткізілсе де, бұл бағыттың болашағына ешкім күмән келтірмейді. Ал жұмыс жалғасуда.

Solar Window - 50% тиімділікпен жаңа күн батареялары

Мэриленд штатындағы (АҚШ) Solar Window компаниясы күн панельдері туралы дәстүрлі идеяларды түбегейлі өзгертетін «күн шынысының» революциялық технологиясын енгізді.

Мөлдір гелий технологиялары туралы, сондай-ақ бұл компания күн модульдерінің тиімділігін бірнеше есе арттыруға уәде беретіні туралы қазірдің өзінде хабарламалар болды. Жақында болған оқиғалар көрсеткендей, бұл жай ғана уәде емес, 50% тиімділік - енді компания зерттеушілерінің тек теориялық қуаныштары емес. Басқа өндірушілер нарыққа қарапайым нәтижелермен енді ғана еніп жатқанда, Solar Window гелий фотоэлектрлері саласындағы өзінің шын мәнінде революциялық жоғары технологиялық әзірлемелерін ұсынды.

Бұл әзірлемелер дәстүрліге қарағанда айтарлықтай жоғары тиімділігі бар мөлдір күн батареяларын өндіруге жол ашады. Бірақ бұл Мэрилендтегі жаңа күн модульдерінің жалғыз плюс емес. Жаңа гелий жасушалары кез келген мөлдір беттерге (мысалы, терезелерге) оңай бекітіледі және көлеңкеде немесе жасанды жарықтандыруда жұмыс істей алады. Құны аз болғандықтан, ғимаратты осындай модульдермен жабдықтауға жұмсалған инвестиция бір жыл ішінде өтеледі. Салыстыру үшін дәстүрлі күн панельдерінің өтелу мерзімі бес жылдан он жылға дейін созылатынын атап өткен жөн және бұл үлкен айырмашылық.

Күн терезесінен күн батареялары

Solar Window осындай жоғары тиімділігі бар күн панельдерін шығарудың жаңа технологиясының кейбір мәліметтерін жариялады. Әрине, негізгі білу жақшаның сыртында қалды. Барлық гелий жасушалары негізінен органикалық материалдан жасалған. Элементтердің қабаттары мөлдір өткізгіштерден, көміртегі, сутегі, азот және оттегіден тұрады. Компанияның айтуынша, бұл күн модульдерін өндірудің зиянсыздығы соншалық, оның қоршаған ортаға әсері дәстүрлі гелий модульдерін өндіруге қарағанда 12 есе аз. Алдағы 28 ай ішінде кейбір ғимараттарда, мектептерде, кеңселерде, сондай-ақ зәулім ғимараттарда алғашқы мөлдір күн батареялары орнатылады.

Егер гелий фотоэлектрлерінің даму перспективалары туралы айтатын болсақ, дәстүрлі кремнийлі күн батареялары гелий энергиясына ең кең көкжиектерді ашатын жоғары тиімді, жеңіл, көп функциялы ұяшықтарға жол беріп, өткен нәрсеге айналуы әбден мүмкін. жарияланды