Компания Day4 нашла способ снижения стоимости солнечных элементов на 25% при одновременном увеличении их эффективности.
Компания разработала новую конструкцию электродов, которая совместно с измененной структурой ячеек, позволила увеличить кпд поликристаллических кремниевых солнечных панелей с обычных 14% до рекордных 17%. Разработанные панели не только генерируют больше электрической энергии, но и дешевле в производстве. Стоимость 1 Вт энергии составляет $3 по сравнению с $4 для стандартных элементов. Для солнечных регионов стоимость энергии составляет 20 центов/кВтч по сравнению с 25 центами для стандартных батарей.
Обычные солнечные элементы состоят из двух слоев кремния. Свет проходит через верхний слой и преобразуется в электричество в нижнем. Чем тоньше верхний слой, тем больше света достигает нижнего и тем выше эффективность преобразования энергии.
На верхний слой для отвода электронов наносится сетка из тонких серебряных проводников, которые подключаются к объединительным шинам (bus bars). Такие проводник изготавливают с использованием серебряной пасты, которая вжигается в кремний при высокой температуре (серебро диффундирует в кремний). Верхний слой кремния должен иметь определенную толщину, достаточную, чтобы серебро не проникло насквозь и не вызвало коротких замыканий между слоями солнечного элемента. Объединительные шины (bus bars) имеют достаточно большую ширину и частично перекрывают активную поверхности кремния, снижая эффективность панели.
Новый способ предполагает замену объединительных шин специальным электродом, представляющими собой медные проводники, покрытые специальным сплавом. Проводники помещены в адгезив на пластиковой пленке и размещены на верхней стороне панели перпендикулярно тонким серебренным линиям, соединяясь с ними в соседних ячейках.
Заменив проводные объединительные шины (bus bars) новым электродом, компания уменьшила толщину верхнего слоя, тем самым увеличив его пропускную способность. Поскольку вжигаемое серебро ухудшает характеристики кремния, то замена его на новый электрод повышает выходную мощность солнечного элемента. Новый электрод проводит электричество лучше серебряных линий, что способствует снижению потерь. Он также занимает меньшую площадь на поверхности, оставляя больше места для приема энергии.
Технология «весьма привлекательная», говорит Travis Bradford, аналитик из Prometheus Institute for Sustainable Development. Весь вопрос в том, смогут ли разработчики довести ее до промышленного применения без увеличения стоимости.
Компания начала опытное производство солнечных батарей по новой технологии. Day4 имеет производственные мощности для изготовления до 47 МВт обычных батарей в год, со стандартными кремниевыми ячейками и кпд 14.7%.
