Новый способ производства солнечных панелей позволит снизить их цену вдвое

Стартап Twin Creeks, специализирующийся на солнечной энергетике, разработал новый способ производства фотогальванических элементов по цене в два раза ниже самых дешевых современных панелей. Это может означать, что в скором времени повсеместное господство ископаемых видов топлива может пошатнуться и пойти на спад.

Почти все солнечные панели производят методом отсекания подложки толщиной 0,2 мм от блока кристаллического кремния. После этого на подложку добавляются электроды, все это покрывается защитным слоем стекла и помещается в доступном для солнечного света месте. Генерация электричества происходит посредством фотогальванического эффекта (когда фотоны ударяются о кремний, то электроны приходят в возбужденное состояние и возникает заряд). У этого подхода есть два недостатка. Первый: подобно тому, как при распиливании дерева образуются опилки, почти половина кремниевого блока идет в отходы при нарезании на 0,2 мм слои. Второй: панели ничуть не утратили бы своей эффективность, будь они тоньше 0,2 мм, но чрезвычайная хрупкость и склонность этого материала к образованию трещин не позволяет нарезать более тонкие слои.

Именно эти проблемы позволяет решить ионная пушка, названная Hyperion. Кремниевые подложки толщиной 3 мм располагаются на внешнем ободе большого колеса со спицами. Ускоритель частиц облучает эти подложки заряженными частицами водорода, образуя слой толщиной всего 0,02 мм. Толщина сделанных таким образом панелей составляет одну десятую от толщины обычных панелей, что позволяет снизить количество требуемого кремния. Это ведет к снижению цены вдвое.

Как сообщается, ионные лучи уже давно рассматриваются в качестве потенциального средства производства панелей, но ускорители частиц были слишком дороги и коммерчески неоправданны. Поэтому фирма Twin Creeks была вынуждена самостоятельно создать ускоритель частиц, который в 10 раз мощней (100 миллиампер на 1 МэВ), чем любые из доступных на рынке моделей.

С учетом всего вышеперечисленного, при покупке оборудования Twin Creeks, цена составит около 40 центов за ватт или около половины цены панелей, производимых в Китае (где создается львиная доля всех солнечных панелей). При таких ценах, солнечная энергетика начнет наступать на пятки привычной нам углеводородной. Остается проблема сохранения этой энергии по ночам, для чего потребуется создать батареи. Возможно, Стенфордский университет сможет решить эту проблему с помощью своих вечных нанобатарей, или Северо-Западный университет с помощью графеновых ионно-литиевых батарей, или, что звучит более реалистично, электрические автомобили, такие как Nissan Leaf будут дополнительно выполнять функции батареи.

Оригинал (на англ. языке): Extremetech

• 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