Екологія
Пластикова шкіра для сонячних елементів від 3M
Технологічний концерн 3М розробив полімерну плівку, яка має нарешті привести до прориву ультратонких сонячних елементів. Це покриття не пропускає рідину і служить 20 років.
Гнучкі, легкі, тонкі – наступне покоління сонячних елементів відкриє абсолютно нові сфери застосування. Однак, до сьогодні не вистачало доступного і надійного полімерного покриття, здатного повноцінно замінити скляне покриття традиційних сонячних елементів. Нещодавно компанія 3М з США представила фторополимерную плівку завтовшки в 23 мікрометра, яка повинна витіснити скло. \"І це при одній сотій частині товщини скляного покриття\", - підкреслює Дерек Де Сциоли, бізнес-менеджер відділу відновлювальних енергій 3М.
Скло відрізняється дешевизною, водонепроникністю і довговічністю. Однак, в той же час скло важке, тверде і крихке. Тому звичайні сонячні елементи потрібно транспортувати дуже обережно, що вимагає певних витрат.
Нова плівка, розроблена 3М, вирішує не тільки ці проблеми. Відпадає також необхідність у каркасі, який зараз вставляються сонячні елементи, так що ультратонкі покриття дає шанс дахах, нездатним витримати значне навантаження: сонячні елементи з таким покриттям можна монтувати прямо на дах.
«Гнучкі сонячні елементи мають багато привабливих характеристик. Але яку для них можна використовувати оболонку? Цей аспект завжди залишався поза увагою», - каже Стівен Хегедус з Інституту перетворення енергії в Делавері.
Власне кажучи, обтягнуті плівкою сонячні елементи вже виробляються. Це, наприклад, батареї, вбудовані в туристичні намети або рюкзаки. Однак, ці плівки не витримують 20-25 років і пропускають занадто багато вологи, що негативно впливає на нові тонкошарові напівпровідники.
3М використовує у своїй розробці тільки фторполімерів, який практично не пропускає воду, каже Дерек Де Сциоли. Квадратний метр пропускає лише 0,5 міліграма – соту частину того, що потрапляє через інші синтетичні матеріали. Завдяки тому, що фоторполимер володіє стійкістю проти високих температур та ультрафіолетового випромінювання, термін його служби підвищується. Крім того, 3М матеріал так удосконалили, що він майже не відбиває сонячного світла.
Тонкошарові елементи, наприклад, розроблені фірмою United Solar Ovonic з Мічигану, виготовляються з аморфного силіцій, майже не страждає від вологи, тому фірма може використовувати в якості ущільнення синтетичну смолу хімічного концерну DuPont. Однак, ККД елементів при цьому складає всього 7%.
Нові ультратонкі елементи з матеріалу під назвою CIGS – суміші міді, індію, галію та селену – перетворюють на електрику в два рази більше світла, ніж елементи United-Solar. При цьому, однак, матеріал напівпровідників реагує на вологу значно сильніше, ніж аморфний силиций. Елементи CIGS можна виготовляти на довгих металевих або пластмасових стрічках, однак через відсутність відповідного полімерного матеріалу в якості ущільнення доводилося використовувати скло.
Полімерне покриття від 3М можна застосовувати як для елементів CIGS, так і для кадмієво-теллуридовых і органічних сонячних елементів. «Головна перевага нашої плівки в тому, що виробники зможуть виготовляти великі модулі», - говорить Де Сциоли. Сам матеріал не дешевше скла, однак загальні витрати скоротяться за рахунок спрощення інсталяції.
Поки плівка виробляється тільки в експериментальному режимі, однак у наступному році її творці планують вийти на рівень масового виробництва. «Потенційні клієнти до тих пір вже будуть вибудовуватися в чергу», - вважає Де Сциоли.
