Учени предложиха метод за създаване на евтини и ефективни слънчеви панели

В рамките на ново изследване екип от учени от Университета на Калифорния в Бъркли е достигнал до извода, че за производството на соларни панели може да бъде използван произволен вид полупроводници. Това ще позволи да започне производството на слънчеви панели със значително по-ниски загуби, съответно с по-висока ефективност и по-атрактивни цени за потребителите. В допълнение, ремонтът и поддръжката на такива панели също ще бъде по-евтина и по-опростена.

Досега се считаше, че евтините фосфидни и сулфидни съединения не са подходящи за производство на слънчеви батерии, тъй като реагират твърде бавно на необходимите за генерирането на енергия химични реакции, цялостната ефективност на такива слънчеви панели е много ниска, а използваните в тях съединения имат ниска скорост на P-N преходите.

P-N преходите в слънчевите панели представлява границата между областите на полупроводника с излишък на носители на заряд и зони с дефицит на такива. В традиционните соларни панели тези положителни и отрицателни области се създават чрез легиране на полупроводникови слоеве от силиций, фосфор и бор, чиито атоми имат излишък или дефицит на валентни електрони по отношение на основния елемент на панела – силицият. Според специалистите, тук преходите и тяхната скорост са от решаващо значение, тъй като именно от тях зависи цялостната ефективност на панела при реакцията му на светлината.

Досега високата цена на панелите се дължеше на факта, че веществата-катализатори, ускоряващи тези преходи, са много скъпи. За тази цел обикновено се използват различни благородни метали. В резултат на това производителите бяха изправени пред дилемата да създават ефективни, но скъпи панели, или евтини, но нискоефективни.

Въпреки това, експертите от Калифорния твърдят, че на базата на евтини материали също могат да бъдат създадени ефективни слънчеви панели. Тайната е в геометричната подредба на материалите във вътрешността на панела. В изследването на учените от Бъркли се казва, че слънчев панел може да бъде създаден „теоретично от всеки материал“. За да илюстрират нагледно своето твърдение, изследователите създали ефективен панел, в който като катализатор се използва евтиният меден оксид, който взаимодейства със силиция.

Изследователите обясняват, че те са създали специална решетовидна форма на клетките, от които е съставен панелът, благодарение на която евтиният катализатор прониква в цялата структура на панела, което позволява да бъдат произвеждани панели с ниски загуби и съответно висока ефективност.

Производството на такъв тип панели обаче поражда съществен проблем: предложената технология се различава коренно от процесите, които в момента се използват за производство на слънчеви панели. За да започнат да създават такива панели, производителите ще трябва да направят значителни промени в своите производствени линии, което ще струва милиарди долари. Те обаче ще се изплатят бързо, ако търсенето на тези панели бъде наистина високо и потребителите започнат да гледат на закупуването на домашни слънчеви панели по същия начин като на покупката на пералня или хладилник.