Форум ЭВИТА

Виды панелей и их достоинства
Давайте разберемся, из чего делают солнечные батареи. Для изготовления самой первой ячейки использовали селен. Но полученные фотоэлементы имели очень высокую химическую активность и быстро старились. К тому же и КПД было смехотворное – всего 1 %. В поисках замены был опробован кристаллический кремний. Но этот элемент является диэлектриком. Поэтому для проводимости пришлось добавлять различные редкоземельные металлы.

На сегодняшний момент существует три типа фотоэлементов из кремния:

на монокристаллах;
поликристаллические;
аморфные.
Для каждого вида применяется своя технология изготовления. В первом случае слитки кремния проходят самую высокую степень очистки. И только после этого с них срезаются тончайшие слои. А на заключительном этапе получают темно-синие пластины, похожие на стекло и с ярко выраженной электродной сеткой на поверхности.

Монокристаллические фотоэлементы имеют самое высокое КПД – 19 %. А срок эксплуатации рассчитан на 50 лет. Любая ячейка из кремния со временем теряет производительность. И в этом случае лидируют аморфные. Но монокристаллы делают это очень медленно. Построенные из них 40 лет назад батареи еще работают и сохранили 80% своей первоначальной производительности.

Если к электропитанию дома выполнить подключение солнечных панелей с поликристаллическими фотоэлементами, то их замена потребуется через 25 лет. КПД такого устройства хоть и меньше монокристаллического, но еще достаточно неплохое – 15 %. Понижение параметров связано с тем, что в этом случае используется более дешевый кремний. А он не такой чистый. Поэтому изготовленные пластины получаются с более светлым узором, образующим границы между кристаллами.

Но поликристаллические фотоэлементы имеют и свои плюсы. Во-первых, это сравнительно низкая цена, чем у монокристаллических. Во-вторых, они не так сильно зависимы от низкой облачности и ориентации на светило. А также легче переносят внешние загрязнения. Это делает поликристаллические солнечные батареи намного популярнее для пользователей.

Аморфный кремний не имеет кристаллической структуры. При изготовлении тончайший слой химического элемента наносится либо на стекло, либо полимер. Такие панели работают недолго. Аморфный слой быстро выгорает на солнце и полностью деградирует. Да и КПД составляет только 9 %. Причем со временем быстро падает. Но дешевый способ производства несколько оправдывает их применение в некоторых областях. Например, быстрое снижение КПД нивелирует высокая солнечная активность в пустынях

Поскольку отрасль считается высоко перспективной, то ее изучение и разработка идет полным ходом. Продолжается поиск новых материалов, которые позволят удешевить производство и максимально повысить КПД. И на сегодняшний день уже получена новая технология по изготовлению пленочных фотоэлементов, которые обладают очень хорошей долговечностью. Да и производительность их выше, чем у сделанных из кремния.

Тонкопленочные фотоэлементы изготавливают из:

теллурида кадмия;
полимеров;
индия и селенида меди.
Подключение таких солнечных батарей в частном секторе только планируется. А пока их выпуском занимается лишь несколько лидеров в этой отрасли. Гибкие фотоэлементы еще большая редкость. Поэтому использование их в самостоятельном моделировании возможно только в будущем.

Фотоэлементы и их замена
Кустарное изготовление солнечной батареи неизбежно будет уступать изделиям промышленных компаний. Даже если использовать самые лучшие материалы. Дело в том, что у производителей налажен скрупулезный отбор фотоэлементов, с выбраковыванием всех, с малейшим занижением параметров.

А для защиты модульных ячеек используется специальное стекло. Оно имеет максимальную способность к пропусканию света. А вот отражающая составляющая в нем снижена. Такой материал в торговые сети просто не поступает.

Но самая важная составляющая – это наличие лаборатории. Прежде, чем запустить образец в массовое производство, его обкатывают на различных математических моделях. Улучшая систему отвода тепла, снижая зависимость производительности от нагрева. А также происходит поиск оптимального сечения соединительных шин и способа снижения деградации у фотоэлемента.

Но между тем, самостоятельно сделанные солнечные панели имеют право на жизнь. Если не принимать во внимание слишком узкие моменты, то кустарная батарея показывает не такие уж плохие результаты по производительности. А выигрыш в цене получается более, чем в два раза. Главное найти самые подходящие фотоэлементы.

Пленочные для самоделки отпадают даже для тех, кто не ограничен в затратах. Их просто нет в продаже. На аморфные и смотреть не стоит. Слишком низкое КПД и быстрая деградация не оправдает даже низких расходов. Поэтому ориентироваться нужно на кристаллический кремний. И начинать нужно с более дешевых поликристаллов. Кроме оправданной экономии, существует и другая причина для этого выбора. Чтобы работать с монокристаллом, необходим хороший навык.