Pirmos kartos fotovoltinės celės beveik užkariavo visą fotoelektrinių saulės modulių rinką. Šios technologijos didžiausias teorinis našumas yra 29% ir silicio pagrindu gaminamos fotoelektrinės celės dideliais žingsniais artėja prie šio dydžio.

Numatoma, jog silicio saulės modulių maksimalus naudingumo koeficientas bus pasiektas iki 2030 metų. Tačiau saulės modulių našumas nėra vieninteliu rodikliu, lemiančiu kainą. Didelę reikšmę turi nuostolių mažinimas lygmenyje celė – saulės modulis, taip pat dvipusių saulės modulių, saulės siekimo sistemų ir saulės spindulių koncentratorių naudojimas.

Našumas ir kaina

Ar antros ir trečios kartos technologijos (plonasluoksnės ir tandeminės celės) turi šansų užkariauti rinką, kurioje jau daug metų karaliauja silicio pagrindu gaminamos fotoelektrinės celės? Artimiausioje ateityje tikrai ne. Kodėl?

Kai kurios celių technologijos iš tikrųjų leidžia pasiekti labai aukštą našumą, viršijantį teorinį silicio modulių 29% naudingumo koeficientą, tačiau jų aukšta kaina visiškai uždaro jiems kelią į masinę gamybą. Tai yra pvz. celės, naudojančios kaupiančius saulės spindulius elementus (Soitec/Fraunhofer firmos 46% našumą turinčios celės) arba tandeminę struktūrą turinčios celės (38.8% naudingumo koeficiento Boeung/Spectrolab firmos celės).

Be to, kai kurie celių sudėtiniai elementai yra toksiški (pvz. kadmis CdTe celėse). Arba naujos kartos technologijos, kaip pvz. organinės celės, paprastai yra pernelyg nestabilios.

Medžiagų prieinamumas

Yra atlikti tyrimai, kurie atskleidė, jog gaminant 50% visos pasaulyje sunaudojamos energijos su saulės elektrinėmis, fotoelektrinių celių gamyba, dėl gamtinių resursų trūkumo, taps sunkiai įgyvendinama. Ir tai gali įvykti dar prieš 2050 metus.

Be silicio, taip pat gali trūkti ir sidabro, kuris yra naudojamas saulės modulių kontaktų gamybai, tačiau jau dabar šis cheminis elementas vis dažniau yra pakeičiamas pigesniais elementais. Taip pat yra ribotas kiekis galio, telurido ir seleno, kurie yra naudojami antros kartos celių gamybai.

Dėl išvardintų priežasčių, patraukliomis gali tapti plonasluoksnės technologijos, naudojančios perovskitus, CZTS (Copper zinc tin sulfide) ar celes su kvantiniais taškais.

Įvairių medžiagų apjungimas

Įvertinus visas tris fotoelektrinių celių kartas, atsižvelgiant į rinkos kainą, technologiją, celių gamybos procesą, našumą ir medžiagų prieinamumą, panašu, jog pirmos kartos fotoelektrinės celės dar ilgai dominuos rinkoje.

Be silicio celių našumo didinimo, medžiagų kokybės gerinimo, celių konstrukcijų perprojektavimo ir celių pasyvacijos technikos panaudojimo, ekspertai numato daug kitų veiksmų c-Si technologijos modifikavimo srityje. Šie technologiniai patobulinimai pagrinde yra susiję su silicio ir kitų medžiagų jungimu, o taip pat silicio technologijos apjungimu su trečios kartos celių gamybos technologijomis.

Tačiau, tai nereiškia, jog per tą laiką nebus išrastos aukšto našumo medžiagos, iš kurių bus galima gaminti pigius ir stabilius fotoelektrinius modulius, dėl kurių atsiradimo gali įvykti tikra revoliucija fotovoltaikos pasaulyje. Šiuo metu vertos dėmesio yra tokios medžiagos, kaip perovskitai ir grafenas.

Jeigu norite palikti komentarą po šiuo straipsniu, rinkitės vieną iš galimų komentavimo sistemų (Facebook arba Disqus):


Komentarai