Американская компания нашла способ снизить себестоимость электричества от солнечных батарей в 2 раза

Американская компания-стартап Twin Creeks Technologies начала на своем заводе в штате Миссисипи выпуск солнечных батарей с использованием технологии изготовления ультратонких пластин монокристаллического кремния.

По утверждению компании, данная технология позволит снизить стоимость вырабатываемой батареями электроэнергии в два раза — с нынешнего минимума в 80 центов за ватт до 40. В теории этот метод был предложен много лет назад, заслуга Twin Creeks заключается в разработке и создании промышленного оборудования, способного реализовать данную идею в серийном производстве солнечных батарей.

Компания не рассчитывает в одиночку выпускать батареи с использованием этого метода, намереваясь продавать ускорители ионов и другое необходимое оборудование сторонним производителям. Суть новой технологии — в радикальном (до 90%) сокращении расхода кремния на квадратный метр панели при сохранении высокого КПД устройства. Кристаллический кремний в батарее от Twin Creeks столь тонок, что гнется, несмотря на наличие металлической подложки.

Традиционные солнечные батареи используют относительно толстый кристаллический кремний (от 100 до 300 мкм). Кроме того, при резке полупроводника на пластины возникает немало отходов (иной раз — до половины от начальной массы). Ученые и инженеры уже предлагали способы отрезания сверхтонких пластин от заготовок (различные виды пил и лазеры), поскольку для работы СБ достаточно куда более тонкого слоя материала. Но или способы получались затратными, или просто готовые пластины далее невозможно было приспособить к имеющимся производственным линиям — хрупкий кремний легко ломался.

Twin Creeks Technologies внедрила у себя почти безотходный метод отрезания листов кремния толщиной всего в 20 мкм — в десять раз меньше обычного. Для этой задачи она использует собственный ускоритель ионов Hyperion 3, совмещенный с большой вакуумной камерой. Он в десять раз производительнее предшественников, так как приспособлен к облучению большого количества пластин одновременно. Они помещаются внутрь вакуумной камеры и раскладываются вдоль обода вращающегося колеса. Процесс установки и удаления заготовок роботизирован. Одна машина Hyperion 3 может выпускать кремниевые пластины для СБ на 5-6 мегаватт в год.

Между тем, как сообщалось ранее, американские физики открыли путь к созданию принципиально нового типа солнечных батарей. Ученые из Университета Мичигана (США) установили, что при определенных условиях световое поле может генерировать в материале магнитные эффекты в 100 миллионов раз более сильные, чем ожидалось ранее. Университет занялся патентованием новой технологии.

По словам физиков, речь идет о ранее неизвестной разновидности оптического выпрямления. Cвет обладает электрической и магнитной составляющей. До сих пор ученые считали, что эффекты от магнитного поля настолько слабы, что их можно игнорировать. Однако выяснилось, что при интенсивности излучения в 10 миллионов ватт на квадратный сантиметр магнитная компонента способна порождать силы, эквивалентные мощному электрическому эффекту.

Ученые посчитали, что, подобрав подходящий материал, можно получить от оптической батареи КПД в 10%. Это не очень много, но зато такая фотоэлектрическая панель окажется гораздо дешевле всех предшественниц, да еще и несложной в массовом производстве.

Авторы опыта считают, что преобразователь нового типа (они называют его оптической батареей) почти не будет нагреваться в интенсивном потоке света.