Энергия солнца на каждом шагу
Осенью 2018 года ученые, участвующие в европейских исследовательских проектах по новым методам сбора солнечной энергии, установили новый рекорд производительности для органических фотоэлектрических элементов.
Группа исследований и разработок Organic Electronic Technologies (OET), работающая над проектом SmartLine, финансируемым ЕС, сообщила об эффективности 7,4%. в однопереходном органическом фотогальваническом элементе (ОПВ), полученном методом печати из полимерного материала. В то же время исследователи выразили надежду, что к 2021 году они добьются 9% эффективности клеток OPV. Генеральный директор компании, цитируемый в том же пресс-релизе, говорит о «возможности серийного производства панелей ОПВ до одного миллиона квадратных метров в год».
Хотя в настоящее время OPV не так эффективны при выработке электроэнергии, как кремниевые солнечные элементы, в последние годы их эффективность неуклонно повышается. Тот факт, что их можно быстро производить путем печати на тонких пластиковых листах, делает их привлекательными из-за более низких производственных затрат. Также их можно смонтировать и покрыть ими практически любую поверхность или предмет для готового источника энергии. Кроме того, их можно использовать в качестве источников света, дисплеев, датчиков и инфраструктуры Интернета вещей.
После дешевизны
Первые опытные энергоустановки на базе ОПВ уже реализуются. Этим летом в Ньюкасле, Австралия, была введена в эксплуатацию первая коммерческая фотоэлектрическая установка площадью двести квадратных метров, изготовленная из печатных фотоэлементов. Они были изготовлены с помощью специального принтера, который наносит полупроводниковые чернила на подложку в виде рулонов. Это метод, аналогичный тому, который используется в Organic Electronic Technologies. Исследовательская группа изготовила фотоэлектрические модули, используя стандартные методы печати. Машина, которую он использовал, ежедневно печатает этикетки. Каждый солнечный элемент состоит из нескольких отдельных слоев, нанесенных друг на друга. Затем они соединяются последовательно, образуя ячейку.
Работа над этими ячейками ведется уже более двадцати лет. Ученые постепенно перешли от разработки прототипов миллиметровых ячеек к стадии коммерческого прототипирования. В последней установке каждый модуль имеет длину десять метров и зажат между двумя слоями перерабатываемого пластика.
Важнейшим изобретением в этой технике являются полупроводниковые полимерные чернила, над которыми исследователи работают уже много лет и до сих пор работают над их усовершенствованием. Благодаря им огонь становится гибким. Им можно покрыть практически любую поверхность. И самое главное, они намного дешевле по сравнению с кремниевыми фотовольтаиками. Напечатанные ячейки имеют толщину менее одного миллиметра и удерживаются на месте с помощью двустороннего скотча. В результате эти панели можно производить менее чем за 10 долларов за квадратный метр. И хотя их КПД составляет 2-3 процента. тарифы бледнеют от кремния, окончательный экономический расчет принимает во внимание значительно
более низкие затраты, это не выглядит плохо. Не следует забывать и о вышеупомянутом результате европейского проекта, который превысил 7 процентов. эффективность.
«Мы считаем, что у этой технологии большой потенциал. Конечно, наша технология все еще проходит испытания, но наше видение — это мир, в котором каждое здание в каждом городе, в каждой стране покрыто печатными фотоэлементами, производящими дешевую энергию для всех. Последняя инсталляция представила реализацию солнечных крыш, стен и окон», — говорится в пресс-релизе Пола Дастура, австралийского физика, соавтора методики.
