Солнечная батарея
Солнечные батареи имеют множество применений. Они уже давно используются в ситуациях, когда электрическая энергия из сети недоступна, например, в системах электроснабжения удаленных районов, спутниках на орбите Земли и космических зондах, потребительских системах, например, ручных калькуляторах или наручных часах, удаленных радиотелефонах и системах перекачки воды. Совсем недавно они начали использоваться в сборках солнечных модулей, подключенных к электросети через инвертор, часто в сочетании с нетто-учетом.
Солнечные батареи считаются одной из ключевых технологий на пути к устойчивому энергоснабжению.
Три поколения развития
Первый
Фотоэлектрические элементы первого поколения состоят из однослойного p-n-перехода диода большой площади, который способен генерировать полезную электрическую энергию из источников света с длиной волны солнечного света. Такие ячейки обычно изготавливаются на кремниевой пластине. Фотоэлектрические элементы первого поколения (также известные как солнечные элементы на основе кремниевых пластин) являются доминирующей технологией в коммерческом производстве солнечных элементов, занимая более 86% рынка солнечных элементов.
Второй
Второе поколение фотоэлектрических материалов основано на использовании тонкопленочных отложений полупроводников. Первоначально эти устройства были разработаны как высокоэффективные фотоэлектрические элементы с несколькими спаями. Позже было отмечено преимущество использования тонкопленочного материала, что позволило уменьшить массу материала, необходимого для создания ячеек. Это способствовало прогнозу значительного снижения стоимости тонкопленочных солнечных элементов. В настоящее время (2007 год) существуют различные технологии/полупроводниковые материалы, находящиеся в стадии исследования или массового производства, такие как аморфный кремний, поликристаллический кремний, микрокристаллический кремний, теллурид кадмия, селенид/сульфид индия меди. Как правило, эффективность тонкопленочных солнечных элементов ниже по сравнению с кремниевыми (на основе пластин) солнечными элементами, но производственные затраты также ниже, что позволяет достичь более низкой цены в пересчете на $/ватт электрической мощности. Еще одним преимуществом уменьшенной массы является то, что при размещении панелей на крышах требуется меньше опоры, и это позволяет устанавливать панели на легкие или гибкие материалы, даже текстиль. Это позволяет создавать портативные рулонные солнечные панели, которые могут помещаться в рюкзак и использоваться для питания сотовых телефонов или ноутбуков в отдаленных районах.
Третий
Фотовольтаика третьего поколения сильно отличается от двух других. В широком смысле она определяется как полупроводниковые устройства, которые не полагаются на традиционный p-n-переход для разделения фотогенерированных носителей заряда. К таким новым устройствам относятся фотоэлектрохимические элементы, полимерные солнечные элементы и нанокристаллические солнечные элементы.
В число компаний, работающих над созданием фотовольтаики третьего поколения, входят Xsunx, Konarka Technologies, Inc. , Nanosolar и Nanosys. Исследования в этой области также ведутся Национальной лабораторией возобновляемой энергии США (http://www.nrel.gov/).
