Двусторонние солнечные элементы N-типа

Не устаю повторять, с посещением очередного форума, выставки по возобновляемой энергетике узнаю для себя что-то новое. Вот и в этот раз, став непосредственным участником «UKRAINIAN RENEWABLE ENERGY FORUM’17» познакомился с интересными людьми и с уникальной разработкой двусторонних солнечных элементов N-типа.

Стоит отметить, что компания «A7 GROUP», организатор форума, были на высоте. И ожидания участников (конференц-зал в гранд отеле Киев был заполнен полностью) полностью оправдались. Вероятно, сейчас настало время, когда интересы государства (его представляли вице-премьер-министр Украины Геннадий Зубко и председатель госкомэнергоэффективности Сергей Савчук), интересы инвесторов (зарубежные и отечественные банки) и интересы бизнеса, совпадают. Вся программа, — три панельные дискуссии: солнечная энергетика, ветроэнергетика, био и гидроэнергетика была интересна и познавательна.

Но вернемся, к тому, что же мне удалось узнать новое и почему хочется об этом рассказать.

Где-то полгода тому назад, просматривая информационную базу данных изобретений Укрпатента (кстати, она в свободном доступе), я натолкнулся на патент, в котором раскрывалась суть изобретения двусторонних солнечных элементов N-типа. Далее мне удалось найти доклад российских ученых их МГУ    «Высокоэффективные двусторонние концентраторные солнечные элементы из кремния n-типа на основе конструкции LGCell», представленный на первом Международном Форуме по возобновляемой энергетике REENFOR-2013, который проходил в Москве.

Резюме доклада сводилось к следующему. С целью снижения стоимости электроэнергии, вырабатываемой солнечными элементами (СЭ) из кристаллического кремния, необходимо повышать их эффективность путем уменьшения толщины, т.к. более половины стоимости солнечного модуля составляет цена кремниевых пластин.  Также предпочтительно, чтобы СЭ были из кремния n-типа, двусторонними.

Ключевая проблема кремниевой фотовольтаики состоит в том, что доминирующий последние 30 лет в промышленности СЭ, изготавливаемый по технологии screen-printing, не отвечает этим требованиям. Для решения этой проблемы нужны новые конструкции и подходы, прежде всего к методам формирования контактов.

Авторы проекта ранее предложили конструкцию СЭ Laminated Grid Cell (LGCell), которая состоит из электродов из пленок прозрачного проводящего оксида (TCO), нанесенных на обе поверхности СЭ c [n+(n или p)p+]Si структурой, которые одновременно выполняют роль антиотражающего и пассивирующего покрытия. Контакты LGCell симметричны (лицо/тыл), что позволяет изготавливать двусторонние СЭ и уменьшать толщину СЭ с минимальным риском их повреждения. На основе конструкции LGCell получены двусторонние концентраторные СЭ из кремния n-типа с лицевым/тыльным КПД 17,2%/18,1%. При подсветке второй стороны такого СЭ за счет альбедо окружающей среды солнечным светом интенсивностью С = 0,2Х (0,5Х) его энерговыработка соответствует энерговыработке одностороннего СЭ с КПД 21,5% (26,7%)! И при этом этот СЭ еще и концентраторный т.к. его КПД при С = 5Х равно КПД при С = 1Х. Сочетание в одном СЭ свойств двусторонности и концентраторности не имеет аналогов.

Я считал, что эта информация носит чисто научно-теоретический характер, но когда увидел в фойе на форуме готовые изделия из двусторонних солнечных элементов N-типа, то был приятно удивлен.

Компания «Солнечные системы» (Андрей Гладкий) представила готовые солнечные панели с двусторонним поглощением солнечного света, выше эффективностью, чем односторонние аналоги.


Двусторонние солнечные панели установлены вдоль автострады выполняют двойную функцю, вырабатывают электроэнергию и гасят шум движущего автотранспорта.

Краткая аннотация и характеристики

Двусторонние солнечные элементы N-типа характеризуются отсутствием LID (световая деградация), высоким уровнем реагирования на слабое освещение, сниженным температурным коэффициентом.  Все эти характеристики в сочетании со способностью вырабатывать дополнительный объём электроэнергии с тыльной стороны делают продукты особенными и эффективными.

Серия JW-T60N. Высокомощный монокристаллический кремниевый двусторонний прозрачный модуль N-типа.

Электрические характеристики

Максимальная мощность(Pmax) (Вт)               305     310     315     320     325  
Максимальное напряжение (Vmp) (В)              30,9    31,1    31,2    31,3    31,5
Максимальный ток (Imp) (A)                              9,89    10,0    10,12  10,23  10,34
Напряжение в разомкн. цепи(Voc) (В)               37,8    38,0    38,2    38,4    38,7   
Ток при коротком замыкании (Isc) (A)               10,52  10,60  10,68  10,76  10,84
КПД модуля (%)                                                   18,63  18,94  19,24  19,55  19,86 
Рабочая температура (℃)                                              -40℃ ~ +85℃
Макс. напряжение в системе (В)                           1000V (IEC) / 600В (UL)  
Пожарная безопасность                                                 Класс В

Говоря словами простого обывателя, приобретаемые солнечные панели должны отвечать главному требованию – максимальной эффективностью. Всем, даже не специалистам известно, что кремниевые монокристалические панели имеют КПД не более 15%. Как видим из характеристик, это подтвердил словами Андрей установками на конкретных объектах в Украине, эффективность двусторонних солнечных элементов N-типа действительно на 15% —  20% выше односторонних аналогов.

Спасибо за прочтение.laughЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.