Аморфные солнечные панели

Солнечные панели

Зелёная энергетика интересует уже не только учёных и изобретателей, но и обычных людей. Поэтому с каждым годом спрос на солнечные панели увеличивается. Особое место среди них занимают аморфные солнечные панели, о которых мы сегодня и поговорим.

Аморфные солнечные панели – это

Фотоэлектрическая энергетика развивается стремительно. Но на сегодняшний момент модели из аморфного кремния занимают не более 10% от общего рынка панелей. Хотя специалисты считают, что именно за ними будущее данной отрасли.

Аморфные солнечные панели представляют собой гибкие плёночные модели, которые изготавливают из аморфного кремния, а точнее – кремневодорода. Такие батареи значительно легче привычных вариантов и проще монтируются. К тому же они более приспособлены к сложным условиям эксплуатации – в регионах с сильными зимними морозами они работают без нареканий.

Аморфные панели

Важно!

Основной материал, из которого изготавливают панели, способен принимать любую форму. Поэтому производственные издержки значительно ниже, чем при создании кристаллических моделей.

Отличия от поликристаллических и монокристаллических панелей

Панели кристаллического типа для эффективной работы нуждаются в прямом потоке солнечного света. Если погода пасмурная, то коэффициент полезного действия будет минимальный. Поэтому подобные панели редко устанавливаются в регионах с дефицитом солнечных дней.

А вот аморфная гибкая солнечная панель легко генерирует рассеянный солнечный свет. Даже при постоянной облачности батареи будут неизменно эффективны. Данной свойство позволяет использовать гибкие модели в городах с высокой загазованностью или на производстве с высоким содержанием аэрозольных частиц. 

Технологии производства панелей из аморфного кремния

Производство аморфных панелей

Гибкие панели изготавливаются посредством напыления. Кремневодород распыляется на подложку тончайшим слоем – он в 100 раз меньше того, который наносится на кристаллические модели, и составляет всего 1 мкм. 

В качестве подложки используются разные материалы. Самый распространённый – металл. Производители чаще всего выбирают для своей продукции нержавеющую сталь. Но наносить кремний можно на стекло, керамику, полимеры и не только. Панели обязательно покрываются защитным покрытием, что увеличивает срок их службы.

Важно!

На производстве применяют разные технологии нанесения кремния. Наиболее энерго- и трудозатратной считается техника испарительной фазы. Она позволяет наносить кремний непрерывно, протягивая его через специально оборудование. 

Поколения аморфных панелей (из кремния)

Технологии развиваются стремительно, поэтому на сегодняшний день в продажу поступило уже третье поколение солнечных батарей. Причём оно активно дорабатывается и совершенствуется.

Первое поколение

К этой группе относятся однопереходные модели. Визуально они были схожи с современными, но имели коэффициент полезного действия всего 5%. К тому же довольно быстро выходили из строя – ни одна модель не работала более 10 лет.

Второе поколение

Второе поколение быстро пришло на смену первому. Причём срок эксплуатации сразу увеличился в два раза. Но КПД разработчикам не удалось слишком поднять, в идеальных условиях он мог составить всего 8%.

Третье поколение

Самый современный и технологичный вариант. В сравнении с ранее выпущенными моделями он получил КПД почти в 3 раза выше. Срок службы исчисляется несколькими десятилетиями.

Инженеры считают, что при незначительных изменениях третье поколение подойдёт к своим оптимальным показателям и станет будущим фитоэнергетики. 

Аморфная панель из кремния

Плюсы и минусы аморфных солнечных панелей

У каждой технической новинки есть свои плюсы и минусы. Солнечные панели часто представляют только как совокупность достоинств:

  • высокая эффективность;
  • доступная стоимость;
  • возможность снизить площадь покрытия;
  • актуальность для регионов с низким климатом;
  • незначительный нагрев в жаркую погоду;
  • возможность скрытой установки;
  • незначительная зависимость от попадания грязи;
  • минимальный риск заводского брака;
  • простой монтаж.

Но минусы у гибких панелей всё же присутствуют. Чаще всего специалисты и пользователи выделяют следующее:

  • сравнительно низкий КПД;
  • не самое надёжное верхнее покрытие;
  • большой размер панелей.

Другие направления развития технологий аморфных панелей

Технологии создания гибких панелей разнообразны. Поэтому ассортимент изделий постоянно расширяется.

Микроморфные (полиморфные) панели

Микроморфные панели

Такие солнечные батареи имеют вид многослойного «пирога». Некоторые слои представляют собой наноструктурированный материал. Итоговый вариант получает минимальную толщину из существующих и расширенный диапазон возможностей применения.

Арсенид-галлиевые гибкие солнечные батареи

Материал для изготовления таких моделей считается оптимальный для фитоэнергетики. Он в отличие от кремния даёт коэффициент полезного действия минимум в 44%. Поэтому его используют в космической отрасли.

Тонкопленочные элементы на основе теллурида кадмия

Теллурида кадмия также используется в космической отрасли. Учёные и инженеры впервые стали использовать его еще во второй половине прошлого столетия. За это время его удалось хорошо изучить и создать на базе данного материала в качестве побочного продукта эффективные солнечные панели.

Напыление происходит в основном на стекло, но существуют модели, в которых подложкой выступают полимеры. КПД панелей немного не доходит до 20%.

Солнечные элементы CIGS

Солнечные элементы CIGS

Интересный вариант, в котором в роли полупроводника используют селенид меди-галлия- индия. Материал обладает высоким уровнем поглощения при низких производственных затратах и КПД в среднем в 14%.

Органические (полимерные) гибкие солнечные элементы

Органические солнечные элементы

Экологически чистый вариант на базе фуллеренов. Такие панели пока широко не представлены на рынке, но в ближайшие 2-3 года вполне могут его захватить. Они просты в производстве и монтаже, а также обладают высокой степенью прозрачности.

Область применения аморфных модулей

Она довольно широка. Поэтому идеален данный вариант будет при:

  • частой облачности;
  • разогреве до +60 градусов по Цельсию;
  • необходимости скрыть батареи;
  • отсутствии верхних границ веса конструкции.
Область применения аморфных модулей

Важно!

Дизайнеры видят в гибких панелях интересный и многофункциональный элемент проектов. К примеру, они легко монтируются на фасады многоквартирных домов, что позволяет строить инновационные здания. Также батареи могут заменить обычные стёкла в оконных рамах. 

В России плёночные солнечные батареи купить пока сложно. Ими занимаются в основном крупные зарубежные компании, не представленные в РФ офисами. Но в интернете их продажи ведутся широко, поэтому каждый может собрать свою электростанцию, позволяющую существенно экономить на электричестве.

Команда нашего сайта
Артём Соколов

Артём Соколов

Автор проекта

Аркадий Семёнов

Аркадий Семёнов

Автор статей

Айгюль Соколова

Айгюль Соколова

Контент-менеджер

Всё о чистой энергии, экологии, энергетике, электрике, электронике и электротранспорте - GreenEnergia.ru