Тематичний архів статей

Застосування Нанотехнологій У Сонячній Енергетиці


В даний час, поряд з відносно дешевими технологіями отримання фотоперетворювачів для сонячних батарей з аморфного, полікристалічного та мультікрісталліческого кремнію, в СО РАН із застосуванням нанотехнологій розробляються монокристалічні гетеропереходние тандемні та каскадні перетворювачі на основі прямозонних з'єднань типу A3
B5 і гетеропереходів "германій - кремній", пише ca-energy.net .
Істотно поліпшити характеристики таких сонячних елементів і при цьому знизити їх вартість можна шляхом заміни дорогої підкладки з Ge або GaAs більше
дешевим і технологічним матеріалом - монокристалічним кремнієм. Подальший розвиток технології створення сонячних елементів на епітаксійних гетероструктурах сполук A3B5 пов'язано із застосуванням так званих
каскадних (або тандемних) сонячних елементів. У цьому випадку окремі pn-переходи з шарів різного хімічного складу, що поглинають сонячне світло різної довжини, з'єднуються послідовно з допомогою тунельних pn-переходів, які спеціально формуються між каскадами.
Нові можливості для створення високоефективних
сонячних елементів відкриває застосування нанотехнологій. Мова йде про структури забороненої зони напівпровідника, які включають так звану проміжну дозволену зону, яка може бути створена, наприклад,
при введенні в епітаксійних структур шару квантоворозмірних нанокластерів (чи квантових точок). Згідно з теоретичними розрахунками і попереднім експериментам, ефективність перетворення сонячного світла в електричну-
чний енергію в такій структурі може перевищити 60%.

Обсяг виробництва фотоенергосістем зростає з 2000 року
приблизно на 30% в рік. Згідно з прогнозами, в 2020 році потужність випущених систем цього типу складе 50 Гвт, тобто за 20 років обсяг ринку збільшиться в 140 разів.
Існує точка зору, що Росія - не найкраща країна
для розвитку фотоенергетики через кліматичні умови. Проте в південних районах Росії є дуже великі території, де середньорічне надходження сонячної енергії вище, ніж на півдні Європи. Тому при досить
низькій вартості сонячної енергії вона може стати дуже перспективним джерелом для півдня Россіі.Одін із шляхів зниження вартості сонячної енергії -
концентрування сонячного випромінювання. Тут зменшити вартість вироблення електроенергії до 5-8 центів за кіловат-годину можна за рахунок зниження витрати дорогих напівпровідникових матеріалів.
Значно підвищити ККД допомагає використання наноструктурних фотоелементів каскадного типу. Каскадний сонячний фотоелемент є одним з найбільш
складних напівпровідникових приладів. 20-30 шарів елемента забезпечують перетворення в електрику не тільки видимого світла, але й частини інфрачервоної та ультрафіолетової частини спектру.
Сучасні установки забезпечують річний випуск каскадних елементів з концентраторами загальною потужністю 10-20 МВт. Одна з таких установок, придбана за фінансовою допомогою "Норнікеля", мається на ФТІ ім. Іоффе.
На її базі в нашій країні створено центр з розробки та виготовлення фотоелементів каскадного типу з концентраторами. У світі існує лише кілька подібних центрів,
зокрема, два з них знаходяться в США (один у корпорації "Боїнг") і два - в Німеччині. В основному це космічні фірми, переключаються на земну енергетику.


  Схожі новини: {related-news}