КПД отечественных солнечных батарей достигнет 32%

Казахстан богат возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ), в каждом регионе республики есть потенциал тех или иных видов ВИЭ. В основном это гидроэнергия, ветроэнергия и солнечная энергия. Использование тех или иных видов ВИЭ рассматривается с точки зрения наличия потенциала, сетей и потребителей электроэнергии, а также стоимости производства электроэнергии от ВИЭ. Так, в южных регионах имеются перспективы развития ветроэнергетики, гидроэнергетики, солнечной энергетики и биомассы. В центральных и северных регионах – ветроэнергетика. В восточных регионах – ветроэнергетика и гидроэнергетика. В западных регионах – ветроэнергетика и солнечная энергетика. 

Помимо того, что в нашей республике есть природные ресурсы для развития солнечной энергетики, у отечественных ученых есть научные разработки по изготовлению солнечных батарей. При их изготовлении, по словам Нуржана Бейсенханова, профессора КБТУ, ведущего научного сотрудника лаборатории нанотехнологий, будут применены инновационные методы, которые позволяют значительно увеличить КПД. Ученые, занимающиеся разработками этих инновационных методов, предполагают, что в итоге общий КПД составит 32%. 

Один из основных методов, за счет которого будет увеличен КПД – изготовление двусторонних солнечных батарей, что приведет к увеличению этого показателя до 34%. Этот уровень превышает КПД промышленных электростанций, которые составляют 32%. А с учетом доставки энергии до потребителей КПД двусторонних солнечных батарей составит 28%. 

КПД батарей, произведенных методом, разработанным казахстанскими учеными, достигает 17-20%. При этом экономится дорогостоящий кремний за счет изготовления и использования тонких пленок. «Мы полагаем, что в ближайшем будущем будем иметь возможность наладить подобную технологию производства солнечных батарей в КБТУ», – рассказал г-н Бейсенханов. 

Производство солнечных батарей базируется на технологии детекторов ядерных излучений, которые также были разработаны в лаборатории университета. Эти технологии прошли испытание и проработали в течение 20 часов безотказно. На данный метод изготовления батарей было получено авторское освидетельствование о разработке технологии производства солнечных батарей. 

При изготовлении солнечных батарей казахстанские ученые используют ускоритель. Преимущества ускорителя заключаются в том, что он позволяет создать переход между слоями батареи при низкой температуре. За счет этого удается увеличить время жизни неосновных носителей заряда на уровне значений исходного материала. Этот показатель крайне важен для КПД солнечных батарей. Отечественные ученые разработали метод, благодаря которому они могут получить сверхчистые пленки посредством мансипарации. Это достигается путем использования ионов низких энергий и высоких токов. На сегодняшний день такие характеристики считаются недостижимыми и не реализуемыми. Однако университет разработал ноу-хау, которое позволит получить соответствующие технические характеристики. 

Кроме того, также планируется получить переход между слоями батареи с использованием метода центрифугирования. Университет разработал технический маршрут по очистке и удалению дефектного слоя, при этом исследователи отказались от метода трафаретной печати, так как они получаются с помощью атомов серебра, которые проникают внутрь проводника. Таким образом формируются дополнительные глубокие уровни, которые приводят к снижению времени работы основных носителей. И в результате этого также снижается КПД. 

Кроме того, ученые отказались от использования трафаретной печати, которую обычно применяют при изготовлении солнечных батарей. Дело в том, что при использования трафаретной печати невозможно создать покрытие с дефузионным барьером. В технологии, разработанной в КБТУ, ученые предлагают нанести на переход тонкий слой титана. Это делается для создания контакта. Поверх этого слоя наносится слой, который выполняет функцию диффузионного барьера для предотвращения взаимопроникновения атомов титана и меди из соседних слоев, что может привести к снижению КПД.