Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Новости космоса - Освоение космоса Солнечные батареи подешевеют вдвое


Ключевой разработкой компании Twin Creeks Technologies является ионный ускоритель, применение которого позволяет изготавливать солнечные батареи с кремниевым слоем, вдесятеро тоньше существующих. Таким образом, один из наиболее дорогих компонентов кремниевых фотоэлементов используется в значительно меньшей степени, и в итоге стоимость конечного продукта падает до 400 долларов за киловатт установленной мощности.

Это небольшой американский стартап, до недавнего времени действовавший в обстановке максимальной скрытности. Из тени он вышел только для того, чтобы продемонстрировать свой уникальный метод изготовления солнечных батарей. Причём технология эта вполне промышленного масштаба: с её помощью уже создано столько фотоэлементов, которых хватит, чтобы оснастить действующую 25-мегаваттную гелиоэлектростанцию в Сенатобии (Миссисипи, США).

Сива Сиварам, глава Twin Creeks, отмечает, что традиционный способ изготовления кремниевых фотоэлементов не в полной мере использует потенциальные возможности этого материала. Сейчас нарезаются стандартные блоки толщиной в 200 мкм, хотя теоретический нижний порог толщины кремниевых подложек всего 2030 мкм. При этом КПД при столь небольшой толщине может быть даже выше, чем при стандартной. Производители мирятся с избыточной толщиной лишь потому, что никто не умеет изготавливать кремниевые пластины в 20 мкм толщиной, которые не были бы слишком хрупкими и сумели выдержать механические воздействия на обычной конвейерной линии.

Гибкие фотоэлементы
Получаемые по новому техпроцессу фотоэлементы можно свободно изгибать и сворачивать в трубочку. При этом их КПД уже сейчас выше полимерных.

Чтобы обойти эту проблему, используется ускоритель заряженных частиц. Подобные подходы уже предлагались, но до практического осуществления дело так и не дошло, потому что ускоритель одновременно должен был обеспечить поток ионов с весьма высокими характеристиками. Однако в бюджетных ускорителях с этим ничего не получалось, а передовые конструкции стоили столько, что их применение было невыгодным. Прогресс последних лет помог решить проблему: по заявлениям разработчиков, их ускорители на порядок эффективнее применявшихся в этой области ранее.

Чтобы получить с их помощью особо тонкие фотоэлементы, делается следующее: в вакуумной камере пучок протонов высокой энергии бомбардирует 3-миллиметровые диски из кристаллического кремния. Вольтаж этих катионов водорода одинаков и рассчитан так, что они проникают на одну и ту же глубину (20 мкм). Как только нужное количество ионов накапливается на заданной глубине, роботизированный манипулятор быстро удаляет кремниевую пластину, помещая её в печь. В ней ионы формируют на глубине своего залегания микроскопические пузырьки водорода, который с повышением температуры расширяется, создавая крохотную сеть трещин на удалении в 20 мкм от поверхности пластины. Получающийся особо тонкий слой отваливается от тела 3-миллиметровой заготовки, а с его тыльной стороны подкладывается тонкая и гибкая металлическая подложка, что позволяет полученному фотоэлементу выдержать дальнейшие технологические перипетии и условия реальной гелиоэлектростанции с её суточными перепадами температур и прочи м.

Читать статью полностью.

В избранное