Бурный рост солнечной энергетики во всем мире продолжается уже несколько десятилетий. Непрерывно повышается КПД солнечных батарей, уменьшается их стоимость. Наряду с доминирующим на рынке солнечной энергетики моно и поликристаллическим кремнием, ведутся эксперименты по созданию фотоэлектрических преобразователей на основе других материалов, таких как арсенид галлия, поликристаллические полупроводники и органические соединения. С 70-х годов прошлого века аморфный кремний выступил в качестве более дешевой альтернативы монокристаллическому [1]. Срок жизни промышленных кремниевых фотоэлектрических модулей составляет 30-40 лет и, как показывает практика, по истечении этого времени оборудование быстро деградирует. Процесс модернизации солнечных электростанций первой волны, построенных в 1980-1990-х годах уже начался.
Большинство промышленных модулей составляют кремниевые моно и поликристаллические фотоэлектрические модули, использующие для преобразования в электрическую энергию в основном длинноволновую область спектра солнечного излучения. В настоящее время существуют несколько способов преодоления этого недостатка и расширения зоны спектральной чувствительности фотоэлектрических модулей: многослойные структуры из двух и более солнечных элементов с различной шириной запрещенной зоны (многопереходные или тандемные [2, 3]) и созданные в Стэнфордском университете батареи из кремниевых наносфер нанесенных на подложку слоем толщиной в 50 нанометров с поглощением отдельных световых длин волн до 75 %.
Нами, для повышения эффективности фотоэлектрических преобразователей на основе моно и поликристаллического кремния, предлагается метод преобразования длины волны падающего света. Сущность метода заключается в нанесении на поверхность кремниевой панели тонкого слоя алюмината стронция, активированного европием, диспрозием, иттрием. (SrAl2O4):Eu,Dy,Y. Данное сложное химическое соединение обладают разделенными по длинам волн максимумами поглощения и излучения с высоким квантовым выходом. Спектр излучения таких материалов довольно широк, что делает их пригодными для использования в качестве активирующего покрытия кремниевых фотоэлектрических модулей.
Нанесенное покрытие поглощает коротковолновую область спектра солнечного излучения, не используемую кремниевой панелью напрямую, и переизлучает в длинноволновой области, используемой солнечной панелью для преобразования в электрическую. Таким образом достигается более полное использование спектра солнечного излучения, что должно увеличивать эффективность вновь производимых кремниевых фотопреобразователей и продлить срок эксплуатации уже использующихся, но подлежащих утилизации из-за падения эффективности в результате деградации.
Список литературы
-
Айвазов А.А., Будагян Б.Г., Вихров С.П., Попов А.И. Неупорядоченные полупроводники. - М.: Высшая школа, 1995. - 352 с.
-
Yang J., Banerjee A., Lord K., Guha S. Correlation of Component Cells with High Efficiency Amorphous Silicon Alloy Triple-Junction Solar Cells and Modules. - Proc. of the 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion.
- Guha S., Yang J., Banerjee A., Glatfelter T. Amorphous Silicon Alloy Solar Cells for Space Application. - Proc. of the 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion.
Библиографическая ссылка
Созанов В.Г., Блиев А.П., Кудаков У.Д., Силаев И.В., Радченко Т.И. Повышение КПД кремниевых фотоэлектрических модулей активирующим покрытием // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – № 9. – С. 75-76;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=30930 (дата обращения: 25.04.2024).