Особенности гибких солнечных батарей

Сегодня большая часть серийных солнечных батарей производится на основе кристаллических модулей. Тем не менее, специалисты прогнозируют, что в скором времени станут более востребованными батареи, созданные на базе тонкопленочных технологий. Такие панели, получившие в обиходе название «гибкие солнечные батареи», имеют определенные преимущества по сравнению с кристаллическими аналогами.

Например, они отличаются гибкой структурой и высокой эластичностью, поэтому могут размещаться на любых криволинейных поверхностях (вплоть до сферических или цилиндрических). Их даже можно вшивать в одежду, спортивное снаряжение или чехлы переносных зарядников.

Сегодня большая часть серийных солнечных батарей производится на основе кристаллических модулей. Тем не менее, специалисты прогнозируют, что в скором времени станут более востребованными батареи, созданные на базе тонкопленочных технологий. Такие панели, получившие в обиходе название «гибкие солнечные батареи», имеют определенные преимущества по сравнению с кристаллическими аналогами.

Например, они отличаются гибкой структурой и высокой эластичностью, поэтому могут размещаться на любых криволинейных поверхностях (вплоть до сферических или цилиндрических). Их даже можно вшивать в одежду, спортивное снаряжение или чехлы переносных зарядников.

Что такое «гибкие солнечные модули»?

Основу гибкой солнечной батареи составляет тонкая пленка из полупроводникового материала, чаще всего – аморфного кремния. Кроме того, могут использоваться и другие подходящие полупроводники, например селенид индия-меди или теллурид кадмия. В последних разработках применяются и органические материалы, к примеру полифенилен.

Полупроводник тонким слоем наносится на гибкую подложку, в результате чего получается солнечная фотоячейка, обладающая высокой механической эластичностью. КПД такой ячейки зависит от использованного полупроводника. Ранее производительность гибких батарей была совсем незначительной (порядка 6%), но применение более современных материалов, например селенида индия-меди, позволило поднять их эффективность до стандартных показателей (15-20%).

Сегодня широко используются так называемые многопереходные элементы, имеющие многослойную структуру. В эту структуру входят материалы с разной шириной запрещенной зоны, иными словами, пропускающие фотоны с разным уровнем энергии. Таким образом, реализуется не один p-n переход, а несколько, при этом задействуются фотоны всего спектра падающего света.

Свойства гибких батарей

Несмотря на более низкий, чем у кристаллических модулей, КПД, гибкие солнечные модули имеют свои преимущества. Поэтому их производство активно развивается, а ученые постоянно разрабатывают новые технологии, работая над повышением производительности.

Главными достоинствами гибких панелей являются:

• способность хорошо генерировать энергию при рассеянном свете (за счет этого общая энерговыработка таких солнечных батарей нередко на 10-15% выше, чем у кристаллических);
• малая толщина (менее 1 мкм);
• более дешевое (по себестоимости) производство, а значит – более низкая итоговая цена;
• высокая эффективность в системах мощностью свыше 10 кВт.

Но при этом они более габаритны, то есть при равных показателях выходной мощности площадь тонкопленочных изделий примерно в 2 раза больше кристаллических. Кроме того, для таких модулей необходимо устанавливать высоковольтные инверторы и контроллеры.

Сфера применения

Тем не менее, применяются эти солнечные батареи достаточно широко, а в некоторых случаях они даже полностью вытесняют кристаллопанели.

Гибкие ячейки используются:

• в регионах с преобладанием пасмурной погоды (так как они лучше работают при рассеянном свете);
• в очень жарких регионах (при высоких температурах тонкопленочные солнечные батареи эффективнее);
• в сочетании с разного рода криволинейными поверхностями (например, стандартные кристаллические модули можно установить далеко не на все виды крыш).

Нередко они монтируются на сферические или цилиндрические поверхности. Очень хорошо зарекомендовали себя батареи, собранные из цилиндрических трубок, покрытых полупроводниковой тонкой пленкой. Эти модули обычно используются на белых крышах, поскольку в этом случае отраженный от кровли свет также проходит через фотоячейки. Тем самым энерговыработка батареи повышается примерно на 20%. Кроме того, такие конструкции гораздо более устойчивы к ветровым нагрузкам.

Купить гибкие солнечные панели можно в тех же специализированных магазинах, где продаются кристаллические фотобатареи.