Солнечные батареи на полупроводниковых гетероструктурах будут производить в России

Дата публикации: 9 сентября 2015

Совсем недавно в Пекине прошли большие торжества и военный парад, посвященные 70-летию победы во Второй Мировой войне. В эти дни китайцам повезло наблюдать редкое зрелище — ясную погоду над Пекином и его центральной площадью Тянь Ань Мэнь. Для того, чтобы провести торжества на высоком уровне, китайское правительство на несколько дней остановило работу множества промышленных предприятий в Пекине и его окрестностях, было существенно уменьшено число автомобилей на улицах города. Это было сделано для того, чтобы над Пекином было чистое небо и не было привычного уже для этого города смога. Ведь в некоторые дни Пекин выглядит так, как показано на этом фото:

Смог в Пекине

Смог в Пекине

Такая же картина может ожидать и наши города, если не принять мер по борьбе с загрязнениями воздуха. А, как известно, одним из источников вредных выбросов в атмосферу являются электростанции, работающие на ископаемом топливе, в первую очередь это котельные и теплоэлектроцентрали, работающие на угле. Так что просто необходимо искать альтернативные источники энергии, которые не будут приводить к загрязнению воздушного пространства на нашими городами. И одним из перспективных направлений в решении этой задачи является использование солнечной энергии на основе фотоэлектрических преобразователей. В будущем солнечные батареи должны занять львиную долю на рынке электроснабжения, вытесняя более затратные и опасные с точки зрения экологии методы.

По сообщениям отечественных специалистов, именно за солнечными батареями будущее электрических поставок. Они уже в ближайшем будущем могут оттеснить угольные и даже атомные станции, которые помимо пользы для человечества еще являются и опасными для экологической ситуации в регионе, где они расположены. К тому же недавно, а именно в августе текущего года, произошел значительное снижение стоимости кремния, который является важнейшей составляющей для разработки солнечных батарей. А ведь солнечные батареи на основе кремния в настоящее время являются основным видом фотоэлектрических преобразователей. И снижение стоимости кремния должно привести к снижению цены солнечных батарей, а следовательно, и к снижению цены получаемой на их основе электроэнергии, то есть к повышению экономической эффективности их использования.

Одним из видов солнечных батарей на основе кремния являются батареи на полупроводниковых гетероструктурах — материалах, свойства которых нобелевский лауреат Жорес Алферов исследовал в 60-х годах, когда был еще только простым кандидатом физико-математических наук, а в 2000 году получил за это Нобелевскую премию по физике.

Как сообщил корреспонденту ТАСС Евгений Теруков, заведующий лабораторией физико-химических свойств полупроводников Физико-технического института им. А.Ф.Йоффе (ФТИ РАН), заместитель генерального директора Научно-технического центра тонкопленочных технологий в энергетике, созданного при Физтехе, в 2016 году в России начнется производство солнечных батарей на основе изобретений Ж.Алферова.

«Изобретение Жореса Ивановича станет основой второго поколения научно-исследовательских опытно-конструкторских работ (НИОКР) для массового производства российских солнечных батарей. Это стало возможно благодаря тому, что Китай обвалил рынок кремния — важнейшего компонента полупроводниковых гетероструктур. Он подешевел с 200 до 20 долларов, сравнявшись со стоимостью стекла», — сказал Теруков, уточнив, что технологии с применением идеологии гетероструктур поступят на производство в Новочебоксарске в середине 2016 года.

Как изменится конструкция и КПД солнечных батарей

Используемые сейчас тонкопленочные технологии предполагают нанесение кремниевого слоя в 2-3 микрона на стеклянную основу. Один элемент размером 1,1 на 1,4 квадратных метра дает 140 ватт при стоимости 8000 руб, КПД 10-12%, окупаемости за 10-12 лет и 20-летней гарантии. Стекло из конструкции убирают, заменяя его кристаллическим кремнием с применением полупроводниковых гетероструктур Алферова. В результате стоимость модуля снизится вдвое, а КПД возрастет вдвое, до 20%, то есть при тех же габаритах, модуль будет работать в 4 раза эффективнее, — рассказал Теруков.

Усовершенствованные солнечные батареи предполагается использовать для создания автономных систем энергоснабжения мощностью от 100 кВт в местах, удаленных от электросетей — в Сибири, на Алтае, на Дальнем Востоке, а также для создания солнечных электростанций с мощностью от 10 МВт в тех же регионах, а также на Кавказе и в Крыму, — сообщил Теруков. Перспективность размещения солнечных батарей связана с количеством солнечных дней в году.

Нобелевский лауреат вернулся в лабораторию

Ранее Нобелевский лауреат Жорес Алферов сообщил, что возвращается в экспериментальную физику и займется усовершенствованием солнечных батарей.

Жорес Алферов

«Практическая цель наших исследований — повышение эффективности солнечных батарей и новые принципы реализации интегральных схем», — рассказал Алферов корр. ТАСС.

По мнению ученого, к середине XXI века получать, «упаковывать» и использовать энергию Солнца человеку станет выгоднее, чем получать энергию в результате горения нефтепродуктов и расщепления атомного ядра.

«КПД солнечных батарей растет, уже через 10-15 лет фотоэлектроэнергетика станет очень экономически выгодной, а к середине XXI века может вытеснить энергию от горения углеводородов и атомную энергетику», — сказал ученый.


Открытая лекция академика Российской академии наук, лауреата Нобелевской премии по физике, члена наблюдательного совета СГАУ Жореса Ивановича Алфёрова.

Тема лекции: «Год света. Эффективная генерация и преобразование света». Он тут много говорит про роль фотовольтаических преобразователей.

Наверх