Новая технология позволит снизить цену и увеличить КПД солнечных панелей

Фотоэлементы, которые являются сердцем индустрии солнечной энергетики, должны быть протестированы на механическую прочность, оксидированы, пройти процедуру прокаливания, очищены, диффундированы, вытравлены и нанесены на основу слоями.

Нагревание является обязательным элементом каждой из перечисленных процедур, поэтому большие печи являются неотъемлемым атрибутом на производстве солнечных панелей. Наиболее продвинутой технологией в этой области являются термальные печи или печи быстрой тепловой обработки, которые используют световое или инфракрасное тепло для быстрого нагревания кремниевых пластин.

Революционная технология, получившая название Оптически-резонаторная печь была разработана Лабораторией возобновляемых источников энергии Департамента энергетики США. В ней используется оптика для нагревания и очистки солнечных панелей с невероятной точностью, что значительно увеличивает КПД панелей.

Оптически-резонаторные печи (ОРП) позволяют не только увеличить КПД солнечных панелей, но и снижают производственные затраты на их нагрев и охлаждение. Печь представляет собой набор ламп, расположенных в чрезвычайно рефлективной камере, что позволяет достичь беспрецедентного уровня стабильности температуры. Инженерам удалось практически полностью исключить потери энергии, обложив стенки резонатора супер-изолятором и чрезвычайно отражательной керамикой, а также благодаря использованию оптимальной геометрической формы. Это позволило вдвое снизить энергетические затраты по сравнению с обычными печами.

Исследователи продолжают работу по улучшению печи и надеются вскоре повысить КПД панелей на 4%. Это большое число для индустрии, которая продвигается вперед по полпроцента за раз. "Наши расчеты показали, что некоторые материалы, КПД которых на данный момент составляет 16 процентов, могут достичь 20 процентов, при использовании этой технологии", - сказал главный инженер Брушан Сопори.

Компания AOS Inc. уже приступила к созданию производственных мощностей на основе Оптически-резонаторных печей (ОРП), которые позволят выпускать 1 200 панелей в час. При этом цена создания ОРП составляет от четверти до половины стоимости стандартных термальных печей. Это позволит производить солнечные панели с более высоким КПД и меньшей стоимостью.

Время, затрачиваемое на производственный процесс, также значительно уменьшилось. ОРП требуется всего несколько минут для производства солнечной панели.

Исследователи уже заключили производственные контракты, а также проводят совместные исследования с несколькими из самых крупных производителей солнечных панелей в мире, которые заинтригованы потенциальным увеличением эффективности и снижением цены.

Оригинал (на англ. языке): Physorg

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов